1、廣東工業大學考試試卷（B ）課程名稱：聚合物加工流變學試卷滿分100分考試時間：2010年5月31日（第14周星期一）題號一二三四五六七八九十總分評卷得分評卷簽名復核得分復核簽名、名詞解釋（24分，每個3分）韋森堡效應表觀粘度第一法向應力差本構方程平衡轉矩Weissenberg數巴拉斯效應駐點二、填空（30分，每空1分）1、 大多數聚合物剪切粘度隨剪切速率增大而，拉伸粘度隨應變速率出現、或 三種情況。2、 由流動邊界造成的剪切流動，稱為；而邊界相對靜止，由壓力梯度產 生的剪切流動，稱為。3、 高分子材料熔體破裂現象可分為和 兩類。其原因分別是； 。實際操作過程中，溫度越高，熔體破 碎越。所用材

2、料分子量越高，熔體破碎越。所用材料分子量分 布越寬，熔體破碎越。4、在注塑充模過程中希望壓力降越小越好，要使它盡可能小，可采取的措施有：熔體溫度，模具溫度，另外，選擇凝固溫度 的物料和熱擴散系數 的物料均有利于加工。5、 聚乙烯粘度對剪切速率敏感性較。在實際擠出操作過程中，針對聚乙 烯類高分子材料，采用調節 比調節溫度來改善它的流動性效果更好。6、從流動曲線來看，偏二氯乙烯一氯乙烯共聚物屬于流體。炭黑填充橡膠屬于 流體。聚氯乙烯糊屬于 流體。7、表征材料彈性的物理量有： 、擠出脹大和。8、 高聚物分子量越大，松弛時間越，材料彈性越。分子量分布越寬，材料彈性越。擠出機擠出速率越高，材料彈性越 。

3、擠出機擠出溫度越高，材料彈性越三、簡答題（46分）1、圖1是結構性炭黑填充橡膠粘度隨剪切速率變化曲線，請比較1,2,3,4四條曲線炭黑結構性大 小，并解釋原因。（6分）圖2是不同分子量分布體系黏度隨剪切速率變化曲線，請比較A,B分 子量分布寬窄，并解釋原因。（6分）圖1圖22、圖3是不同剪切速率下擠出脹大比隨料筒長徑比變化曲線，請比較A,B,C三條曲線剪切速率 大小，并解釋原因。（6分）圖4是不同結構性炭黑填充橡膠擠出脹大比隨料筒長徑比變化曲 線，請比較A,B,C三條曲線炭黑結構性高低，并解釋原因。（6分）圖3圖43、圖5是PVC典型的采用轉矩流變儀測出的轉矩隨時間變化曲線，標出圖中各峰以及各

4、區域代 表含義？（6分）圖6是開煉機對稱過程中的壓力分布曲線，試給出圖中壓力極大值、極小 值以及輥距最小值處速度分布。（8分）圖5圖64、什么是凍結分子取向？形成的原因是什么？注射壓力、模溫、料筒溫度對凍結分子取向程度 有什么影響？ （8分）參考答案說明：以下答案非標準答案，是師兄查閱各種資料整理出來的，個別錯漏之處請見諒。一、名詞解釋韋森堡效應：當圓棒插入容器中的高分子液體中旋轉時，沒有因慣性作用而甩向容器壁附近，反 而環繞在旋轉棒附近，出現沿棒向上爬的“爬桿”現象。表觀粘度：非牛頓型流體流動時剪切應力和剪切速率的比值。第一法向應力差：沿流動方向的應力與垂直于流動方向的應力之差。定義為1 =

5、 1122本構方程：描述應力分量與形變分量或形變速率分量之間關系的方程。平衡轉矩：膠料混煉時，轉矩隨物料的不斷均化最終達到的平衡值。Weissenberg數：第一法向應力差與剪切應力之比。巴拉斯效應：指高分子被強迫擠出口模時，擠出物尺寸要大于口模尺寸，截面形狀也發生變化的 現象。駐點：在x *處，物料流速分布中,中心處的速度=0,稱駐點。二、填空題1、下降上升下降不變2、拖曳流壓力流3、LDPE型HDPE型 應力主要集中在口模入口區應力主要集中在口模內壁附近 少 厲害少4、提高提高低小5、高剪切速率6、牛頓流體賓漢流體脹塑性7、可回復剪切形變法向應力效應熔體破裂8、長大大大大小三、簡答題1、（

6、1）結構性大小：4321原因：碳黑粒子為活性填料，表面可吸附幾條大分子鏈,形成類纏結點，阻礙大分子鏈運動和滑移，體系粘度上升。碳黑結構性越大，纏結點越多，流動阻力增大，粘度增大.（2）原因：特長分子鏈不易松弛收縮，減小了這部分阻力特短分子鏈在較小的切應力或切變速率下易于解脫纏結和取向；隨Y升高，已取向的短分子鏈可能起增塑作用，因而粘度下降很快。2、（1）剪切速率大小：ABC原因：剪切速率越大，物料在口模中的停留時間越短，物料松弛的時間越短，帶出口模的彈性形變越多，擠出脹大比B越大。（2）炭黑是由若干個炭黑粒子形成的聚結體，粒子之間有空隙。結構性高的炭黑，聚結體的體 積大，空隙很高，在混入橡膠之

7、后，在這些空隙之中必然塞入了橡膠，炭黑結構性高，吸留橡膠 的量多，“自由橡膠”的量相比減小，因而B減小。同時，炭黑結構性高，鏈狀的炭黑在混煉時 受到較大的剪切作用而斷裂，產生活性很大的新表面，同時可斷鏈的橡膠的游離基有可能與炭黑 結合，因而使結合膠量增加，“自由橡膠”量減小，B減小。3、（1）在加料峰，物料較冷，自由旋 轉的轉子受到來自固體粒子或粉末的 阻力，轉矩急劇上升，當此阻力被克 服后，轉矩開始下降并在較短的時間 內達到穩態，粒子表面開始熔融并發 生聚集時，轉矩再次升高，達到塑化 峰。在熱的作用下，粒子內核慢慢熔 融，轉矩隨之下降，當粒子完全熔融 后，物料成為易于流動的宏觀連續的 流體，轉矩再次達到穩態。經過一段 時間后，在熱和力的作用下，隨著交聯或降解的發生，轉矩會有大幅度的升高或降低。（2）涉及到一些公式，不做了4、（1）凍結分子取向：因分子取向被凍結而產生的應力稱凍結分子取向。（2）形成原因：進入模腔的物料接觸到冷模壁后，物料冷凝，在模壁上產生一層不流動的冷凍 皮層。該皮層有絕熱作用，使貼近皮層的物料不立即凝固，在剪切應力作用下繼續向前流動。若 高分子鏈一端被凍結在皮層內，而另一端仍向前流動，必