聚乙烯对称性最好,最易结晶;尼龙66,对称性不如聚乙烯,但仍属对称结构,还由于分子间可以形成氢键,使结晶结构的稳定,可以结晶,聚异丁烯由于结构不对称,不易结晶。
四.排序题:(3×3=9) 1.比较结晶难易程度:
聚对苯二甲酸乙二酯、聚间苯二甲酸乙二酯、聚己二酸乙二酯 聚己二酸乙二酯>聚对苯二甲酸乙二酯>聚间苯二甲酸乙二酯 2. 比较结晶难易程度: PE、PP、PVC、PS PE>PP>PVC>PS
第七章
一、选择
1.韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时,可看到剪切带现象,下列说法正确的是(B, C, D )。 (A) 与拉伸方向平行 (B) 有明显的双折射现象
(C) 分子链沿外力作用方向高度取向 (D) 剪切带内部没有空隙
2. 粘弹性是高聚物的重要特征,在适当外力作用下,( C )有明显的粘弹性现象。 (A) Tg以下很多 (B) Tg附近 (C) Tg以上很多 (D) Tf以上 3. 下列方法可以提高聚合物的拉伸强度的是(B) 。
A. 提高支化度; B. 提高结晶度; C. 加入增塑剂; D. 橡胶共混;. 二、判断题
1. 应力-应变曲线下的面积,反映材料的拉伸断裂韧性大小。( ? )
2. 高聚物的应力松弛现象,就是随时间的延长,应力逐渐衰减到零的现象。( ? ) 三、计算题
1. 在一次拉伸实验中,试样夹具之间试样的有效尺寸为:长50mm、宽10mm、厚4mm,若试
样的杨氏模量为35MPa,问加负荷100N该试样应伸长多少。
解:E=ζ/ε, ε=(l-l0)/ l0 , ζ=F/A0 , ζ=100/(4310)=2.5Mpa,
ε=ζ/E=2.5/35=0.07143, l-l0=5030.07143=3.57mm 四、名词解释
1.银纹:聚合物在张应力的作用下,在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向,以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。 2.应力松弛:在恒定温度和形变标尺不变的情况下,聚合物内部的应力随时间的增加而逐渐衰减的现象。 五.填空题
1. 相对于脆性断裂,韧性断裂的断裂面较为 (粗糙) ,断裂伸长率较 (长) ,而且断裂之前存在 (屈服) 。
六、画出非晶态聚合物在适宜的拉伸速率下,在玻璃化转变温度以下30度时的应力-应变曲线,并指出从该曲线所能获得的信息。(10)
(10分) 从该图可以获得的信息有:聚合物的屈服强度(Y点强度)聚合物的杨氏模量(OA段斜率)聚合物的 断裂强度(B点强度)聚合物的断裂伸长率(B点伸长率)聚合物的断裂韧性(曲线下面积) 画图:正确画出曲线得2分,并标明A、Y、B三点得3分,每写出一个信息得1分,共5分
七.举例说明什么是蠕变、应力松弛现象?
蠕变是指材料一定的温度下和远低于该材料的断裂强度的恒定应力作用下,形变随时间增大的现象。
应力松驰是在一定的温度下,试样维持恒定的应变所需的应力随时间逐渐衰减的现象。 补充例子
八.在同一坐标系中分别画出下列聚合物的形变-温度曲线。(15)
(1)分子量大小不同的非结晶聚合物的聚合物的形变-温度曲线; (2)结晶度分别为10%和80%的结晶聚合物的形变-温度曲线; (3)交联度分别为5%和70%的交联聚合物形变-温度曲线。
第八章
一、选择题
1、非晶态高聚物在(B) 的温度下拉伸才可以产生强迫高弹性变。 A、室温 B、Tb-Tg C、Tg以上 D、Tm以上
2. 聚合物处于高弹态时,其分子运动的主要单元是(B) 。 A、键长 B、链段 C、键角 D、整个分子
3、用(B)模型可以用来描述线性聚合物的应力松弛现象。
A、粘壶与弹簧串连的kelvin模型 B、粘壶与弹簧串连的maxwell模型 C、粘壶与弹簧并连的kelvin模型 D、粘壶与弹簧并连的maxwell模型
4.根据时温等效原理,将曲线从高温移至低温,则曲线应在时间轴上(B) 移。 A、左 B、右 C、上 D、下
5.模拟线性聚合物的蠕变全过程可采用( C )模型。
A.Maxwell B. Kelvin C. 四元件 二、填空
1. 高聚物的粘弹性行为表现有 (蠕变) 、 (应力松弛) 和 (滞后、内耗) 。 2. 根据时温等效原理,可以在较高温度下,较短时间内观察刀的力学松弛现象,也可以在 (低)温度下, (长) 时间内观察到。
3、maxwell模型是有弹簧和粘壶 (串) 而成 ,他可以用来描述 (线形) 聚合物的 (应力松弛) 过程。
4. 高聚物的静态粘弹性行为表现有 (蠕变) 、 (应力松弛) 。
5. 橡胶弹性是 (熵) 弹性,弹性模量随温度的升高而 (升高) ,在拉伸时 (放) 热。 三、问答题
1.高弹性有哪些特征?为什么聚合物具有高弹性? 1.弹性模量小,而形变很大; 2.形变需要时间; 3.形变有热效应;
橡胶是由线性长链分子组成的,由于热运动,这种长链分子在不断的改变着自己的形状,因
此在常温下橡胶的长链分子处于卷曲状态。卷曲分子的均方末端距比完全伸直的分子的均方末端距小100-1000倍,因此卷曲分子拉直就会显示出形变量很大的特点。
橡胶受到外力作用时,链段伸展,发生大形变。因是一熵减过程,所以不稳定。热运动会促使分子链回到卷曲状态,此时如果受热,则热运动加剧,回缩力加大,足以抵抗使分子链伸展的外力而回缩。
2. What is the time-temperature superposition principle?What is the significance of the principle? (7分) 参考答案:
对同一个力学松弛现象,既可以在较高温度下、较短时间内观察到,也可以在较低高温度下、较长时间内观察到。因此,升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的,对高聚物的粘弹行为也是等效的。借助转换因子可将在某一温度下测定的力学数据转变成另一温度下的力学数据。
3. 影响聚合物力学内耗的因素是什么?(12分) 参考答案:
内耗的大小与高聚物本身的结构有关:分子链上没有取代基,链段运动的内摩擦阻力较小,内耗较小;有较大或极性的侧基,链段运动的内摩擦阻力较大,内耗较大;侧基数目很多,内耗就更大。
内耗受温度影响较大:Tg以下,高聚物受外力作用形变很小,只有键长和键角变化,速度很快,几乎跟得上应力的变化,内耗很小;温度升高,向高弹态过渡,由于链段开始运动,而体系粘度还很大,链段运动时受到摩擦阻力比较大,因此高弹形变显著落后于应力的变化,内耗也大;温度进一步升高,链段运动比较自由,内耗就变小了,因此在玻璃化转变区域出现内耗峰;温度继续升高,向粘流态过渡时,由于分之间互相滑移,因而内耗急剧增加。
内耗与频率的关系;频率很低时,高分子的链段运动完全跟得上外力的变化,内耗很小,高聚物表现出橡胶的高弹性;在频率很高时,链段运动完全跟不上外力的变化,内耗也很小,高聚物显得刚性,表现出玻璃态的力学性质;在中间区域,链段运动跟不上外力的变化,内耗在一定的频率范围出现极大值,这个区域中,材料的粘弹性表现得很明显。 四、判断对错
1. 橡胶试样快速拉伸,由于熵减小放热等原因导致温度升高。 ( ? )
相关推荐: