2021年度聚合物流变学习题库

1.一种纸杯装满水置于桌面上，用一发子弹从桌面下部射入杯子，并从杯子水中穿出，杯

子仍位于桌面不动。如果杯里装是高聚物溶液，这次子弹把杯子打出8米远，解释之。

答：低分子液体如水松弛时间是非常短，它比子弹穿过杯子时间还要短，因而虽然子弹穿过

水那一瞬间有黏性摩擦，但它局限性以带走杯子。

高分子溶液松弛时间比水大几种数量级，即聚合物分子链来不及响应，因此子弹将它动量转

换给这个“子弹—液体一杯子,,体系，从而子弹把杯子带走了。

2.已知增塑PVCTg为338K,Tf为418K,流动活化能=8.31Vmr?r'

，433K时粘度为5Pa.s。求此增塑PVC在338K和473K时粘度各为多大？

答：在《一4+1°℃范畴内，用WLF经验方程计算

皿级屋_]],。

log=-17.4433-33315

%51.6+(433-338)

:.%=10l2/>a-5

log%=log5+11.3015=120041g

8.31xio\

exp(z-------)

〃(473)=-^1^=0,8226

^EJRT3；一,8.31X103、

又由于473K>Tf,故用Arrhenius公式计算,〃='或々433)exp()

8.31x433

；.77(473)=5x0.8226=4.1Paes

3.溶液粘度随着温度升高而下降，高分子溶液特性粘数在不良溶剂中随温度升高而升高,

如何理解？

答：在常温下，线团密度很大时，随温度升高，线团趋向松解，粘度增高。

在良溶剂中线团密度已经很小，随着温度升高，线团密度变化不大，粘度减少。

4.为什么同一种高聚物分子量分布宽较分布窄易于挤出或注射成型？

分子量分布宽试样粘度对切变速率更敏感，随切变速率提高，粘度比窄分布试样低。

5.为什么高分子熔体表观粘度不大于其真实粘度？

6.不受外力作用时橡皮筋受热伸长；在恒定外力作用下，受热收缩，试用高弹性热力学理

论解释.

答：(1)不受外力作用，橡皮筋受热伸长是由于正常热膨胀现象，本质是分子热运动。

(2)恒定外力下，受热收缩。分子链被伸长后倾向于收缩卷曲，加热有助于分子运动，

从而利于收缩。其弹性重要是由婚变引起，1史=-fdl中,f=定值，因此，

dl^-Tds/f<0即收缩，并且随T增长，收缩增长。

7、在橡胶下悬一祛码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？

解：橡胶在张力（拉力）作用下产生形变，重要是烯变化，即蜷曲大分子链在张力作用下变

得伸展，构象数减少。嫡减少是不稳定状态，当加热时，有助于单键内旋转，使之因构象数

增长而卷曲，因此在保持外界不变时，升温会发生回缩现象。

9.今有B-S-B型、S-B-S型及S-I-S型、I-S-I型四种嵌段共聚物，其中哪些可作热塑性橡

胶，为什么?（B代表丁二烯，I代表异戊二烯）

答：只有S-B-S和S-I-S两种嵌段共聚物可作热塑性橡胶，别的两种不行。由于S-B-S和S-I-S

软段在中间，软段两端固定在玻璃态聚苯乙烯中，相称于用化学键交联橡胶，形成了对弹性

有贡献有效链——网链。而B-S-B和I-S-I软段在两端，硬段在中间。软段一端固定在玻璃

态聚苯乙烯中，相称于橡胶链一端被固定在交联点上，另一端是自由活动端链，而不是一种

交联网。由于端链对弹性没有贡献，因此，这样嵌段共聚物不能作橡胶使用.

10.按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。

这两个事实有矛盾吗？为什么？

答：按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹

性特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。这两£（t）啜

个事实不矛盾。

因素：1）E=3驾,7升高，高分子热运动加

剧，分子链趋于卷曲构象倾向更大，回缩力更大,

故高弹平衡模量越高；

2）实际形变为非抱负弹性形变，形变发展需要一定松弛时间，这个松弛过程在高温时比较

快，而低温时较慢，松弛时间较长，如图。按常识观测到温度越高，橡皮越软就发生在非平衡

态,即t<to时。

11.为什么说实际橡胶弹性中带粘性，高聚物粘性熔体中又带弹性？列举它们详细体现。

如何减少橡胶粘性?在挤出成型中如何减小制品中弹性成分?

答：实际橡胶弹性中带粘性因素：外力作用下分子链质心发生位移，需克服内摩擦力，

是不可逆形变。体现形式：蠕变、应力松弛、滞后与内耗。减少橡胶粘性：减少分子链质心

位移，如引入刚性成分，适度交联等。

高聚物粘性熔体带弹性因素：分子链质心迁移是通过链段协同运动实现，外力去除后，

通过链段运动不可避免要恢复一某些，体现出弹性。高聚物粘性熔体带弹性体现：法向应力

效应、挤出物胀大、不稳定流动等。减小成型制品中弹性成分：提高熔体温度；减少挤出速

率；减少分子量，减小分子量分布；增长毛细管直径，增长口模长径比；将出口设计为流线

形等。

12.为什么高聚物玻璃比小分子玻璃韧性好？阐明双轴拉伸定向有机玻璃与普通非定向有机

玻璃在模量、强度、韧性上重要差别并解释因素。

答：双轴拉伸定向有机玻璃在取向为），方向上模量、强度提高，韧性也提高，而在垂直于

取向方向上模量和强度比非定向有机玻璃减小。（2分）

解释因素：

1）取向后，高分子链沿取向方向排列，原子间以化学键结合为主，而未取向方向上原子

间以范德华力为主；

2）材料在拉伸取向过程中，能通过链段运动，使局部高应力区。

发生应力松弛，使材料内应力分布均化，这也是取向后强度

提高因素之一。（可不答）：i：

3）取向对屈服强度影响远低于对断裂强度影响。因而，当材料w；Te,~

断裂强度随取向限度提高时，材料脆化温度下降（如图）.未

拉伸普通有机玻璃7；在室温附近，而双轴拉伸定向有机玻璃7；低于室温。拉伸度足

够高时，刀,可下降到-40℃。因而，在常温下，双轴拉伸定向有机玻璃处在不脆区，

不但强度比普通有机玻璃高，并且韧性也好得多。

13.如果把高分子材料在熔点或玻璃化如下进行退火解决，其蠕变速度有何变化?为什么?

14.聚合物在玻璃化转变区域浮现一种内耗峰，为什么?

15.何谓高弹形变和逼迫高弹形变?有何异同？浮现逼迫高弹形变条件是什么？

16.能否说“温度愈高，蠕变速率和应力松弛速率愈快”？

17.高聚物应力松驰现象，就是随着时间延长，应力逐渐衰减到零现象。该说法对的否？

18.试述聚合物分子量对流动活化能和熔体切粘度影响。流动活化能与熔体切粘度温度敏感性

之间有什么关系？如何求聚合物流动活化能。

19.在塑料挤出成型中，如发现制品浮现竹节形、鲨鱼皮一类缺陷，在工艺上应采用什么办法

消除此类缺陷。

20.若在室温下（25℃）对橡皮筋（轻度交联橡胶）施加一恰当重物，试用曲线和公式表白其形

变随时间变化；今若提高实验时温度（35℃）进行同样实验，其形变随时间变化会有何不同，

解释之

21.在楼板上安装振动装置时，若楼板与机座间安放橡皮楼板振动大大削弱或完全消失，为

什么？

22.已知聚甲基丙烯酸甲酯应力松弛模量E（t）-T曲线如题5-3图所示，画出图中由▲批示状态

下应力-应变行为（其他测试条件同）。

为了减少高分子熔体粘度，

对于刚性料：增长螺杆转速和柱塞压力（X）

提高体系温度（）

对于柔性料：提高料筒温度（X）

提高螺杆转速和柱塞压力（）

第一章习题

1.什么是流变学（Rheology）?

流变学是力学一种分支，它重要研究材料在外界作用下（应力、应变、温度、电场、磁场、

辐射等）流动和变形一门科学。

2.流变性实质——“固-液两相性”，“粘弹性”并存。

3.聚合物流变学——研究高分子液体，重要指高分子熔体与高分子溶液，在流动状态下非

线性粘弹行为，以及这种行为与材料构造及其他物理、化学性质关系。

4.软物质（Softmatter）也称软凝聚态物质（Softcondensedmatter）,是处在固体和抱负流体之

间一类凝聚态物质，普通由大分子或基团构成，如液晶、聚合物、胶体、生物膜、泡沫、颗

粒物质、两亲分子等，此类物质相对于弱外界影响（如施加给物质瞬间或薄弱刺激），能作

出相称明显响应和变化。

5.流变学研究对象：软物质；聚合物流变学研究对象：高分子溶液、高分子熔体、聚合物

基复合体系。

软物质：弱力引起大变化

6.聚合物流变学研窕办法：构造流变学、加工流变学（唯象性流变学）、实验流变学

7.聚合物流变特点：多样性、高弹性、时间依赖性：

8.聚合物重要流变行为：粘性流动、类橡胶弹性、胡克弹性、粘弹性、塑性形变和断裂特

性

9.聚合物构造特点

•①高分子链式构造：由很大数目（103-105）构造单元构成。

•②高分子链柔顺性：链内旋转产生非常多构象，使主链弯曲而具备柔性。

•③高分子构造多分散性，不均一性。

•④凝聚态构造复杂；晶态（球晶、串晶、单晶、伸直链晶）、非晶态、液晶态构造、

取向态构造等。

第三章线性粘性与非线性粘性习题

一、基本概念

1.流体、层流、湍流、牛顿流体、非牛顿流体、宾汉塑性体、假塑性流体、表观粘度、触

变体、流凝体、

1、非牛顿流体；牛顿流体；粘流温度

2、表观粘度；无穷大剪切粘度；零切粘度

3、熔融指数；门尼粘度；塞律定律

4、触变体；流凝体

5、拉伸粘度；动态粘度

6、巴拉斯效应；韦森堡效应；熔体破裂现象；挤出物胀大比；挤出物胀大现象

二、判断题

1.粘流温度与外力大小和外力作用时间关于（Y）

2.聚合物分子量大小对其玻璃化温度影响不大。Y

3.分子量增长，Tf增大。Y

4.对Bingham塑性体，当切应力不大于屈服应力时，其形变行为类似于虎克弹性体.Y

5.凡触变体均可视为剪切变稀假塑性体，但假塑性体未必为触变体；同样，凡震凝体均可

视为剪切变碉胀流体，但胀流性体未必为震凝体。

选取与填空题：

1,随分子量增长,Tf和E变化趋势（）

a,Tf增长，E基本不变；b,Tf增长，E增长；

c,Tf基本不变；E基本不变

2、聚合物成型加工中，要减小柔性高分子表观粘度,•需提高剪切速率；而要减小刚性链高分

子表观粘度，•则提高温度更为有效（）

3、高聚物粘流活化能越高，其（）

a.分子间作用力越小b.分子链越柔顺

C.分子链越刚硬或者分子间作用力越大

4、随分子量增长，Tf和AEn变化趋势

a、Tf增长,AEq基本不变;b、Tf增长，AEr）增长；

c、Tf基本不变，AE1］基本不变。

5、高聚物粘流活化能越高，其（）

a、分子间作用力越小；b、分子链越柔顺

6、下列聚合物中，熔体粘度对温度最敏感是（）。

A、PEB、PPC、PCD、PIB

7、聚合物粘流活化能普通与（）关于。

A、温度B、切应力C、切变速率D、高分子柔顺性

8、下列四种聚合物中，粘流活化能最大为（）。

A、高密度聚乙烯，B、顺丁橡胶，C、聚二甲基硅氧烷，D、聚苯乙烯

9、对于同一种聚合物，在相似条件下，流动性越好，熔融指数MI越（）。

A、身、B、低、

10、假塑性流体粘度随应变速率增大而，用基律方程表达时，n—1。

11、聚合物熔体弹性响应涉及,与o

12、对于相似分子量，不同分子量分布聚合物流体，在低剪切速率下，分子量分布粘

度高，在高剪切速率下，分子量分布粘度高。

13、普通聚合物熔体属于非牛顿流体中（）型流体，其流动行为可以用（）公式描述，式

中门值（）。

14、加工聚碳酸酯时，可以采用（）有效办法来改进其加工流动性。

15、非牛顿流体重要类型有（）、（）和（）。

16、高聚物熔体弹性流变效应重要反映在（）、（）和（）三个方面。

四、简答题

1、高分子熔体流动特点

2、影响聚合物熔体流动性因素有哪些

4、试从非晶态高聚物自由体积与粘度关系推导WLF方程

5、随着剪切速率增长，聚合物熔体粘度会浮现如何变化。

6、推导出基律流体粘度和剪切速度关系式，阐明基律公式和实际高聚物性质差别

7、毛细管流变仪测定高分子流变性需考虑哪两种修正？简要阐明修正办法？

8、简要阐明同类高聚物分子量和分子量分布对聚合物流动性能影响。

9、什么叫剪切速率，它对聚合物熔体粘度影响如何？

10、如何才干在成型加工中有效地调节聚碳酸酯和聚甲醛流动性?为什么？

II、分别画出牛顿流体和假塑性流体流动曲线和流变曲线并加以简朴阐明。

12、熔体破裂后会浮现哪些现象

13,高聚物熔体弹性流变效应均有哪些？

14>讨论Tg、△Er)、rp与分子量关系。

15,简述假塑性流体和胀塑性流体表观粘度与剪切速率之间关系，并用理论加以解释。

16,为什么同一种高聚物分子量分布宽较分布窄易于挤出或注射成型？

17、有两种具备相似化学构成，近似相似密度和相似分子量聚合物，其中一种是线形，另一

种是短支链形，则此两种聚合物logn-logMw关系图，定性表达如何？•并指出其缠结分子

量不同。

18、解释下列粘性流动曲线

(1)下图是零切粘度01。)与分子量(Mw)关系log”。一logMw曲线在切变速率丫2〉yl条件

下，于B点提成BC和BD两段，试阐明曲线上AB、BC和BD各段曲线趋势及其因素。

图6-2切变速率对k>gr|。--logMw曲线影响.

19、下图(a)(b)分别表达分子量大小(・MDM2)和分子量分布宽度指数(dDd2)不同,对表观

粘度Oia)和切变速度yl依赖性，解释浮现上述曲线因素.

图6-3分子量对流动曲线影响图6-4分子分布对流动曲线影响

20、熔体粘度随聚合物分子量增大而增大，但当分子量超过临界值时，粘度与分子量关系由

logq=l.5-2.01ogM+A变为logr]=3.41ogM+A«

21、随着剪切速率增长，大多数高分子熔体流动曲线会经历三个区域即第一牛顿区、假塑性

区、第二牛顿区.

22、高聚物熔体流动是通过链段协同作用来实现。

23、氯化聚酸和聚碳酸酯在加工中为了改进其加工流动性，各应选用何种加工条件更为有效,

为什么？

24、聚碳酸酯熔体粘度受剪切速率影响较小，而聚甲醛熔体粘度受剪切速率影响较大。

25、聚合物熔体挤出模口后，发生挤出物胀大现象

26、从缠结理论出发，分析高聚物熔体和溶液普适流动曲线

27、如下为几种流体流动曲线，判断其各属哪种类型流体，画出高分子熔体流动曲线

（logr）-Logy）,并用作图法求出其r）0r]ar|8

28、与小分子相比，高聚物熔体流动具备哪些特点，试用分子运动论讨论。

29、讨论影响高聚物粘流温度重要因素

30、减少柔性链（POM）,刚性链（PC）熔体粘度应当采用什么办法？

31、1）阐明链构造对粘度影响2）阐明温度对不同构造聚合物粘度影响。

32、为什么涤纶用熔融纺丝，而睛纶用湿法纺丝？

16、溶液粘度随着温度升高而下降，高分子溶液特性粘数在不良溶剂中随温度升高而升高，

如何理解？

五、计算题

1、画出牛顿流体，假塑性流体，宾汉流体流动曲线，•并写出相应函数表达式。

2、什么叫非牛顿流体和假塑性流体?既有高密度聚乙烯，聚碳酸酯，等规聚丙烯和聚甲基丙

烯酸甲酯四种高聚物，试指出哪些高聚物溶体粘度对温度敏感性大，哪些高聚物熔体粘度对

剪切速率敏感性大?为什么?

基本某些

1、简述引起熔体破碎重要因素。

熔体破裂是液体不稳定流动一种现象。产生熔体破裂因素重要是熔体中弹性回答所引起。

熔体在管道中流动时剪切速率分布不均匀性使熔体中弹性能不均匀分布。当熔体中产生

弹性应力一旦增长到与滞流动阻力相称时，粘滞阻力就不能再平衡弹性应力作用，而弹性效

应所致熔体流速在某一位置上瞬时增大形成“弹性湍流”，即“应力破碎”现象。在园管中，如

果产生弹性湍流不稳定点沿着管周边移动，则挤出物将呈螺旋状，如果不稳定点在整个圆周

上产生，就得到竹节状粗糙挤出物。

产生不稳定流动和熔体破裂现象另一种因素是熔体剪切历史波动引起。即剪切应力不同，

熔体所产生弹性效应不同，从而使其弹性回答产生差别，形成熔体破裂。

2、将聚丙烯丝抽伸至相似伸长比，分别用冰水或90℃热水冷却后，再分别加热到90C二

个聚丙烯丝试样，哪种丝收缩率高，为什么？

用冰水聚丙烯丝收缩率高，由于冰水冷却时，冰水温度远远低于聚丙烯最佳结晶温度，

此时，聚丙烯丝构造更多保持了其纺丝过程中分子取向状态，而用90℃热水冷却时，聚丙

烯分子具备较为充分解取向时间，当聚丙烯丝再次分别加热到90℃时，前者才进行较高限

度解取向，体现出较高收缩率。

3、简述高聚物熔体流动特点。

由于高聚物大分子长链构造和缠绕，聚合物熔体、溶液和悬浮体流动行为远比伤分子液

体复杂。在辽阔剪切速率范畴内，此类液体流动时剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体

粘度也不是一种常此因而聚合物液体流变行为不服从牛顿流动定律。即非牛顿型流动。

4、举例阐明高聚物熔体粘弹性行为体现。

聚合物流动过程最常用弹性行为是端末效应和不稳定流动。

端末效应涉及入口效应和模口膨化效应（离模膨胀）即巴拉斯效应。

不稳定流动即可由于熔体弹性回答差别产生熔体破碎现象。

5、阐明链构造对高聚物粘度影响。

聚合物构造因素即链构型和链极性、分子量、分子量分布以及聚合物构成等对聚合物液

体粘度有明显影。

聚合物链柔性愈大.缠结点众多，链解缠和滑移愈困难，聚合物流动时非牛顿性愈强。

链刚硬性增长和分子间吸引力愈大时，熔体粘度对温度敏感性增长，提高此类聚合物加工温

度有助于增大流动性。

聚合物分子中支链构造存在对粘度也有影响，尤以长支链对熔体粘度影内最大，聚合

物分子中长支链可增长与其邻近分子缠结，因而长支链对熔体成溶液流动性影响比短支链重

要。

聚合物分子量增大，不同链段偶尔位移互相抵消机会愈多，分子链重心移动慢，要完

毕流动过程就需要更长时间和更多能量，因此聚合物粘度随分子量增长而增大。

熔体粘度也与分子量分布关于。普通在平均分子量相似时，熔体粘度随分子量分布增

宽而迅速下降，其流动行为体现出更多非牛顿性。

6、阐明温度对不同构造高聚物粘度影响。

温度是物质分子运动能力体现。温度越高，物质运动能力越高，体现出其可变形性

越好，即流动性好。当聚合物链柔性大，其自身分子运动在常规温度范畴内，运动能力较高,

体现出对温度敏感性较低，而链刚硬性增长和分子间吸引力愈大时，分子运动能力在常规温

度范畴内较差，从而显现熔体粘度对温度敏感性增长，提高此类聚合物加工温度有助于增大

流动性。

图2-7宽剪切速率他国聚合物熔体的曲线Q)和沁劭曲线6)

I和1-1■忸流动区，井牛顿流动区,X-表示熔体破农

7、在辽阔剪切速率范畴内，聚合物流体剪切应力与剪切速率之间关系会浮现如何变化?

8、聚合物熔体在剪切流动过程中有哪些弹性体现形式?在塑料成型过程中可采用哪些办法

以减少弹性体现对制品质量不良影响？

聚合物流动过程最常用弹性行为是端末效应和不稳定流动。

提高温度，减少剪切应力，增长高温下流动时间，均化塑料构造，减少其流动非牛顿性。

9、聚合物很低导热系数和热扩散系数对塑料成型加工有哪些不利影响？

聚合物很低导热系数和热扩散系数在加工中重要是影响塑料制品中温度分布不均匀性，

从而导致制品构造非均匀性。另一方面，减少制品生产效率。

12、试画出挤出成型时，制品取向度分布图。

H、取向度对注塑制品力学性能有何影响？

非品聚合物取向后，沿应力作用方向取向分子链大大提高了取向方向力学强度，但垂

直于取向方向力学强度则因承受应力是分子间次价键而明显减少。团此拉伸取向非品聚合物

沿拉伸方向拉伸强度，断裂伸长率和冲击强度均随取向度提高而增大。

取向结晶聚合物力学强度重要由连接晶片伸直链段所贡献,其强度随伸直钱段增长而增

大，晶片间伸直链段存在还使结晶聚合物具备韧性和弹性。普通，随取向度提高，材料密度

和强度都相应提高，而伸长率则逐渐减少。

13.分子量对高聚物"、77、〃、（流动活化能）、%（表观粘度）、气（断裂强度）、

蠕变、应力松弛、溶解度等影响如何？在全书中不断地浮现“临界分子量”这一术语，其物理意

义是什么？

14.分别以线性座标和双对数座标画出牛顿流体、宾哈流体、假塑性流体和膨胀性流体流动曲

线（即T-y和logr-log?曲线）以及它们为-力曲线。

15.橡胶、纤维、塑料三大合成材料对分子量规定有什么不同？就塑料而言，对注塑级、挤

出级和吹塑级（中空制品）分子量有什么不同规定？

16.试依照所学高物基本知识，分析减少注塑制品中弹性成分办法。

17.在塑料挤出成型中，如发现制品浮现竹节形、鲨鱼皮一类缺陷，在工艺上应采用什么办法消

除此类缺陷。

18.注射成型中，高聚物熔体经历与否是纯剪切流动？为什么？

19.挤出胀大比与挤出工艺条件和口模长径比有什么关系？

20.测定熔体切粘度惯用办法有哪些？各办法合用于什么粘度范畴和切变速率范畴？写出各办

法中实测量和计算切粘度公式。

21.测得某高聚物熔体熔融指数为0.4。已知熔融指数仪活塞截面积为1cm2,测试中所用毛细管

长度为1cm,直径为0.1cm；设熔体密度为约1g/c/。试计算该熔体在流过毛细管时管壁处

切变速率为、切应力幺以及该熔体表观粘度〃（忽视各种校正）。当祛码重量改为21.6

公斤时，测得这种高聚物熔体熔融指数为8,问该高聚物熔体是牛顿流体还是非牛顿流体。

22.试述聚合物分子量对流动活化能和熔体切粘度影响。流动活化能与熔体切粘度温度敏感性

之间有什么关系？如何求聚合物流动活化能。

23.浇口在底部注射成型薄壁塑料杯很容易以如题6-7图所示方式开裂，试分析其因素。

24.为什么高分子熔体表观粘度不大于其真实粘度？

25.阐明假塑性流体剪切变稀因素

第四章线性弹性与非线性弹性习题

一、基本概念：

1、应变；应力；模量；泊松比

2、高弹性；粘弹性；嫡弹性；能弹性；储能函数

3、线性粘弹性；非线性粘弹性；

二、问答：

1、不受外力作用，橡皮筋受热伸长；在恒定外力作用下，受热收缩，试用高弹性热力学理

论解释

解：（1）不受外力作用，橡皮筋受热伸长是由于正常热膨胀现象，本质是分子热运动。

（2）恒定外力下，受热收缩。分子链被伸长后倾向于收缩卷曲，加热有助于分子运动,

Tds=-fdl

从而利于收缩。其弹性重要是由燧变引起,中，f=定值,

因此，力=一丁"//<°

即收缩，并且随T增长，收缩增长。

2、在橡胶下悬一袪码，保持外界不变，升温时会发生什么现象？

解：橡胶在张力(拉力)作用下产生形变，重要是嫡变化，即蜷曲大分子链在张力作用下变

得伸展，构象数减少。嫡减少是不稳定状态，当加热时，有助于单键内旋转，使之因构象数

增长而卷曲，因此在保持外界不变时，升温会发生回缩现象。

1.如果加一重物于交联橡皮筋，保持恒定张力，当加热该橡胶时，重物位置如何变化？

()

A.升高B减少C不变

2.关于橡胶高弹性描述对的是()?

A弹性模量低B形变量较小C伸长时放热

D回缩时放热

3.产生高弹性分子构造特性是()?

A分子链具备一定柔性

B分子之间具备强烈互相作用

C分子链之间化学键连接D常温下可以结晶

E相对分子质量足够大

4.对抱负弹性描述对的是()?

A.形变产生不需要时间；B形变是缓慢恢复;C应力与应变成正比；D弹簧具备抱

负弹性；

E形变量总是很大.

3、聚合物高弹性体当前哪些方面

4、试用分子运动观点解释聚合物高弹性

5、橡胶弹性理论发展经历了哪些阶段，并阐述其要点

6、试述橡胶弹性热力学分析依照和所得成果物理意义

7、交联橡胶弹性记录理论依照是什么？它得出交联橡胶状态方程告诉了咱们什么？这个理

论存在哪些缺陷。

8、由橡胶弹性热力学和状态方程解释下列问题

(1)•挂有一种固定重量物体己拉伸橡皮带，当温度升高时其长度减小.

(2)•己被溶剂溶胀了橡胶试样更符合抱负橡胶理论方程

(3)高联限度不同同一橡胶品种，它们模量、拉伸强度、断裂伸长率不相似

9,不受应力作用橡皮筋，当受热时伸长，被一负荷拉长橡皮筋，受热时缩短(负荷不变化

时)试加以解释。

10、一种橡皮运送带，在动行中有一定伸长，若在保持其伸长率不变状况下，如下哪一种条

件中使橡皮带使用寿命长些

⑴在0℃或5℃使用(该橡胶Tg=-50℃)

(2)米用同品种低交联度和高交联度制品

11、用自由能、燧和内能来阐明橡胶和金属弹性行为.

12.试述各向同性弹性材料杨氏模量、剪切模量、体积模量与泊松比之间互有关系。

13.与普通金属弹性相比，高聚物高弹性有哪些特点？试从高弹性热力学本质与分子运动机理

解释这些特点。

第五章聚合物粘弹性习题

一、基本概念

1.静态粘弹现象；动态粘弹现象

2.滞后与内耗；蠕变；应力松弛

3.Bolzmann叠加原理、时温等效原理

二、分析判断

1、从分子运动观点分析，下列高聚物中抗蠕变能力最强是（）

a.聚碉b.聚四氟乙烯c.聚氯乙烯

2、当模口长径比较大时，高聚物熔体挤出膨大现象重要因素是（）

a.剪切速率越过某一极限值

b.熔体自身弹性流变效应

c.入口处流体收敛，产生拉伸弹性形变

3、从弹簧和粘壶串联Maxwell力学模型可以导出（）

a.£（t）=eooe-t/r

b.£（t）=£oo（l-e-t/x）

c.a（t）=o（0）e-t/x

4、高聚物应力松驰现象，就是随着时间延长，应力逐渐衰减到零现象，该说法（）

a,对的b,不对的

5、形变过程中，橡胶材料泊松比（）

a,等于0.5b,不大于0.5c,近似于0.5

6、寻常生活中，发现松紧带越用越松，其因素（）

a,松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了玻璃化转变

b,松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了时间-温度等效现象

c,松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了力学损耗

d,松紧带是高分子材料，在使用过程中产生了应力松驰现象

7、聚合物材料在动态实验中，当中档频率（3=l/a）时，储存模量（E，）和损耗模量（E”）

均随频率迅速增大，并且均通过一极大值（）

8、运用聚合物材料减振降噪原理,是高分子材料在动态载荷下可以产生力学损耗，即可将振

动能变成热能（）

9、同一聚合物随结晶度增长，其动态粘弹谱中E"峰向高温方向移动，tan6峰高度也随之增

大（）

10、高聚物应力松驰现象，就是随时间延长，应力逐渐衰减到零现

象（）

三、填空与选取：

1、高分子量在高切变速率下，聚合物Baras•效应公式（）

2、Maxwell模型重要用于描述（）。

3、抱负弹簧与Kelvin模型串联构成三元件模型可以较好地描述（）。

4、四元件模型可以较好地模述（）。

5.关于聚合物蠕变现象，对的是（）？

A.蠕变是不能回答；B外力去除后，交联聚合物蠕变过程可以完全回答；C高温下

蠕变不明显；D外力很大蠕变不明显.

6.关于应力松弛现象描述对的是（）？

A交联聚合物应力可以松弛到0；B线形聚合物应力可以松弛到0：C聚合物刚性越

大，应力松弛越慢；

D温度低于Tg时，应力松弛很慢.

7.关于滞后现象描述对的是（）？

A刚性聚合物滞后现象比柔性聚合物明显；B频率越高，滞后现象越明显；C滞后

现象随频率变化浮现极大值；D在Tg附近滞后现象严重.

8.关于WLF方程，说法对的为（）。

A、严格理论推导公式B、Tg参照温度，几乎对所有聚合物普遍合用C、温

度范畴为Tg〜Tg+100℃

D、WLF方程是时温等效原理数学表达式

9.Maxwell模型可以用来模仿（）。

A线形聚合物蠕变行为；B交联聚合物蠕变行为

C线形聚合物应力松弛行为；D交联聚合物应力松弛行为

10.Kelvin模型可以用来模仿（）。

A线形聚合物蠕变行为；B交联聚合物蠕变行为

C线形聚合物应力松弛行为；D交联聚合物应力松弛行为

四、简答题

1、依照高分子链构造，判断下列聚合物内耗大小并排列成序，

顺丁橡胶、丁苯橡胶、丁月青橡胶、丁基橡胶

2、用分子运动观点解释聚合物蠕变现象

3、在楼板上安装振动装置时，若楼板与机座间安放橡皮楼板振动大大削弱或完全消失，为

什么？

4、高聚物应力松驰现象，就是随着时间延长，应力逐渐衰减到零现象。该说法对的否？

5、运用Maxwell模型解释线型聚合物力学松驰现象

6、基本粘弹性力学模型有串联与并联之分，串联模型用来描述高聚物蠕变行为，并联模型

用来描述高聚物应力松驰现象。以上说法对的否？

7、如果把高分子材料在熔点或玻璃化如下进行退火解决，其蠕变速度有何变化?为什么？

8、聚合物在玻璃化转变区域浮现一种内耗峰，为什么？

9、简要描述高聚物粘弹性两种理论，各自优缺陷为什么?你以为当前发展方向是什么？

10,试讨论影响高聚物粘弹性重要因素

11,被恒定应力拉长橡皮筋在受热时长度缩短，为什么？

12,试从热力学第一、第二定律导出橡胶弹性回答力表达式，并讨论橡胶形变基本特性.

13,请用四元件模型讨论线形高聚物蠕变过程.

14,解释（1）塑料在交变外力作用下比在静态下耐热，而橡胶在静态外力作用下比在动态

下耐寒；（2）、天然橡胶拉伸时放热，回缩时吸热。

五、阐述题

1、请选取恰当模型推导应力松驰过程中应力与时间关系

2、请用四元件模型讨论蠕变过程

4、请选用恰当模型讨论应力松驰过程

5、选取恰当力学模型画出相应蠕变曲线，并写出其数学表达式

6、试述橡胶弹性与普弹性相比有哪些特点

7、在橡胶应力一应变曲线中浮现滞后现象,试阐明（1）相应于同一应力，回缩时形变值不

不大于拉伸形变值因素（2）阐明拉伸曲线回缩曲线所包围面积物理意义（3）举例阐明内

耗在实际中应用，并阐明内耗大小与作用力频率互有关系及其在研究工作是意义。

8、若在室温下（25℃）对橡皮筋（轻度交联橡胶）施加一恰当重物，试用曲线和公式表白其形变

随时间变化；今若提高实验时温度（35℃）进行同样实验，其形变随时间变化会有何不同，解

释之

9、橡胶硫化后，其构造和哪些性能发生了重要变化?发生了什么样变化？

10、对抱负弹性体（弹性模量为E）,抱负粘流体（粘性系数为n）,Kelvin模型在t=0时加上一

定应变速度K,试写出应力随时间t变化关系式，并用图形表达之。

11、298K时PS剪切模量为1.25x109N?m-2,泊松比为0.35,求其拉伸模量（E）和体积模

量（B）是多少？并比较三种模量数值大小。

12、PMMATg=105℃,问它在155℃时应力松驰速度比125℃时快多少倍？

13.如何从线形非晶态高聚物蠕变曲线求高聚物粘度？12分别用线性座标和双对数座标画出线

形非晶态高聚物和交联高聚物应力松弛曲线示意图。

14.能否说“温度愈高，蠕变速率和应力松弛速率愈快”？

15.试画出1）无规立构聚甲基丙烯酸甲酯，2）聚乙烯,3）硫化乙丙橡胶,4）固化环氧树脂,5）SBS

热塑弹体，6）用顺丁橡胶共混改性聚苯乙烯塑料动态力学性能-温度谱（示意图），标出特性温

度。当测试频增长时，曲线如何变化？

16.画出题16中所列各高聚物动态力学性能-频率谱（示意图）。当测试温度变化时，曲线如何变

化？如何用动态力学法测定链段运动最可几松弛时间？

17.如何用1天至数天时间内实验预测材料后蠕变量?

第六章聚合物流变断裂

一、基本概念

1、韧性破坏；脆性破坏；脆化温度

2、逼迫高弹形变；冷流；细颈

3、银纹；屈服；银纹屈服；剪切屈服

4、拉伸强度；抗弯强度；弯曲模量；冲击强度；硬度

5、应变诱发塑料一橡胶转变

6、应变软化现象；应变变硬化现象

8、银纹；裂缝；应力集中

二、分析判断

1、在6-£曲线实验中，在相似温度下，随着拉伸速度增长，大多数聚合物杨氏模量、屈服

应力及断裂强度均增大。（）

2、在0-8曲线测试中，在同样拉伸速度下，随着温度增长，大多数聚合物杨氏模量、屈服

应力及断裂强度均下降（）

3、下列高聚物中，拉伸强度最高是（）

a,低密度聚乙烯b,聚苯酸c,聚甲醛

4、非晶态聚合物作为塑料使用最佳温度区间为（）

a,Tb---Tgb,Tg---Tfc,Tg如下

5、甲乙两种聚合物材料应力一应变曲线如图所示，其力学性能类型和聚合物实例分别为（）

a,甲聚合物:硬而强,硬聚氯乙稀;乙聚合物:软而韧，聚异戊二稀

b,甲聚合物:硬而脆,聚甲基丙稀酸甲酯;乙聚合物:软而弱，聚丁二稀

c,甲聚合物:硬而强，固化酚醛树酯;乙聚合物:软而韧,•聚合物凝胶

d,甲聚合物:硬而脆,硬聚氯乙稀;乙聚合物:软而弱,聚酰胺

三、填空题

1、恰当温度区间，聚合物都会浮现冷拉现象，其中非晶态聚合物冷拉温度区间为（）。

2、材料强弱用物理量（）来衡量；韧脆用物理量（）来衡量，硬软用物理量（）来衡量。

3、由应力一应变曲线可知，材料破坏有两种方式，即（）和（）。

4、提高高分子材料拉伸强度有效途径为（）。

A、增塑，B、取向，C、加入碳酸钙

5、在高分子材料拉伸实验中，提高拉伸速率时，则（）。

A、cB升高、£B减少，B、©B减少、出升高，

C、©B升高、£B升高，D、©B减少、出减少

四、简答题

1、玻璃态高聚物可以产生逼迫高弹性机理为什么

2、在何种状况下高聚物呈脆性

3、从高分子链构造角度有何原则能减少脆点

4、试讨论如下三种不同类型聚合物应力一一应变曲线差别和特性

（1）低Tg非晶态聚合物

（2）高Tg结晶聚合物

（3）低硫化度橡胶

5、同样材料，长度相等两根试样，一根截面积为正方形，边长为D另一根截面积为圆形，

直径为D如果都被两端支起，中间加荷W问哪根弯曲得历害些，其挠度比是多少？

6、材料软硬，强弱和脆韧在材料力学上用什么参数来描述。

7、与金属和陶瓷材料相比聚合物材料具备哪些新特点。

8、高分子材料理论强度与实际强度相差很大，请分析一下因素

9、无论粉状填料或纤维状填料，在使用都需表面活化，为什么？

10、高抗冲聚苯烯与普通聚苯乙烯相比有什么新特点？

11、提高拉伸速率，高聚物屈服应力和拉伸强度都相应提高，为什么？

13、简述高聚物增韧几种途径和机理，并以抗冲击聚苯乙烯为例加以讨论。

15、试阐明高聚物实际抗张强度远低于其理论抗张强度因素，并以聚乙烯为例，指出提高聚

乙烯抗张强度办法。

16、何谓高弹形变和逼迫高弹形变?有何异同？

17、如何用物理办法提高聚苯乙烯抗冲击强度，详细阐明并用应力--应变曲线阐明之

18、晶态，非晶态高聚物冷拉曲线有何不同？

19、提高拉伸速率，高聚物屈服应力和拉伸限度都相应提高

五、阐述题

1、提高拉伸速率，高聚物屈服应力和拉伸限度都相应提高

2、试述典型纤维材料应力-应变曲线特性

3、画图并简朴解释，同一种高聚物在不同温度下拉伸应力-应变曲线

4、从分子运动理论分析非晶态高聚物典型应力-应变曲线

5、高聚物理论强度与实际强度相差巨大，试分析其因素。

6、HIPS冲击强度较PS提高诸多，试从理论上分析其因素。

7、试从聚合物构造分析

（1）非晶态聚合物有逼迫高弹性

（2）结晶聚合物冷拉

（3）共聚物应变诱发塑料一橡胶转变，指出其异同点。

8、指出改进高分子材料下列力学性能重要途径

（1）提高构造材料抗蠕变性能

（2）减少橡胶材料滞后损失

（3）提高材料抗张强度

（4）提高材料抗冲击强度

9、试证明当形变较小而各向同性材料，在形变先后体积近似不变时，其泊松比为=1/2并指

出各种模量极限值.

10已知聚甲基丙烯酸甲酯应力松弛模量E(t)-T曲线如题5-3图所示，画出图中由▲批示状态下

应力-应变行为(其他测试条件同)。

11.如何从工程应力-应变曲线求材料模量、屈服强度和断裂强度？应力-应变曲线与横座标所包

围面积物理意义是什么？

12.如何从真应力-应变曲线上求屈服点？冷拉过程三个基本阶段是什么？非晶态高聚物和某些

结晶高聚物在什么温度范畴内可以进行冷拉？它们冷拉本质有无差别？

13.什么叫逼迫高弹性？材料浮现逼迫高弹性条件是什么？

14.为什么高聚物玻璃比小分子玻璃韧性好？为什么双轴拉伸定向有机玻璃韧性又比普通有机

玻璃好？

15.有3种高聚物”如题5-9表所示，试预计当把它们分别冷却到各自”