高分子材料成型原理学习通超星期末考试答案章节答案2024年

高分子材料成型原理学习通超星期末考试章节答案2024年拉伸可以使混合的聚合物物料发生变形，减小料层厚度，增加界面，有利于混合。

答案:对剪切的混合效果与剪切力F的大小与力的作用距离H有关，剪切力及其作用距离越大，混合效果越好。

答案:错在非分散混合过程中，粒子的粒度和位置均发生变化。

答案:错______________不是混合过程发生的主要作用。

答案:蠕变增塑剂在高分子材料使用过程中向材料表面的迁移属于__________________。

答案:分子扩散混合涉及扩散的三种基本运动形式中，________________在聚合物混合加工中占支配地位。

答案:体积扩散_____________________不是聚合物溶剂的选择原则。

答案:表面张力最小化对于具有上临界混溶温度的聚合物-溶剂体系，要将聚合物转变为溶液，无法通过________来实现。

答案:降低体系的温度

在估计聚合物与溶剂的互溶性时，“三维溶度参数理论”适用于_____________体系。

答案:A+B/star3/origin/ec60eb477bd0d142dc8e785cc35973d9.png

答案:（1）恒温下改变聚合物-溶剂体系的组成，从X1T1→X2T1；（2）降低体系的温度，从X1T1→X1T2；（3）改变溶剂的组分，从曲线1→曲线2。聚氯乙烯的溶度参数与氯仿、四氢呋喃都接近，但是为什么四氢呋喃能很好地溶解聚氯乙烯，而氯仿却不能？

答案:溶度参数相近原则仅适合于非极性聚合物和非极性溶剂体系。对于极性聚合物和极性溶剂体系，必须对溶度参数相近原则进行修正。即三维溶度参数，δd溶度参数色散力的贡献，δp极性对溶度参数的，δh氢键对溶度参数的贡献，三者分别相近时才能很好地混溶。四氢呋喃的三维溶度参数与聚氯乙烯都比较接近，但氯仿的极性部分却明显小于聚氯乙烯。（表格不需要，大致意思对就可以了）聚合物/溶剂δδdδpδh聚氯乙烯22.500四氢呋喃19.4816.825.737.98氯仿18.8517.703.075.73具有上临界混溶温度和下临界混溶温度的聚合物-溶剂二元体系，温度如何影响溶解速率和溶解度？

答案:对于具有上临界混溶温度的体系，提高温度不仅加速溶解，而且能促使溶解完全；反之，具有下临界混溶温度的体系，提高温度可加速溶解，但使聚合物的溶解度下降。聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）、聚对苯二甲酸丁二醇酯（PBT)同属于聚酯系列。试根据聚合物熔融过程中的热力学原理，从结构上分析两种聚酯熔点的差别。

答案:根据聚合物熔融过程中的热力学原理，熔点Tm=∆H/∆S，熔融热ΔH与分子间作用力的大小密切相关，熔融熵ΔS取决于分子链的的柔顺程度(刚性较大，ΔS较小)。PET与PBT这两种聚酯都含有刚性的苯环、极性酯基、柔性的亚甲基，总体上表现出较大的刚性。但是与PET大分子链上只有2个亚甲基相比，PBT上有4个亚甲基，柔性亚甲基增多降低了苯环与相邻酯基的密度和距离，使其分子链更加柔顺，因此ΔS增大，导致其熔点降低。（PET熔点为265℃，PBT熔点为~225℃）。聚对羟基苯甲酸（PHB）是否可以熔融加工？为什么？如何降低PHB的熔点？试举一实例说明降低PHB熔点的方法。

答案:PHB的熔点高于600℃，与其分解点比较接近，不能熔融加工。这是因为：1高度规则性结构，导致分子间力很大，DELTAH非常高，高度刚性结构，deltaS又很小，因此熔点非常高，与分解点比较接近。解决方法，共聚破坏其规则结构，降低deltaH；引入柔性链段，提高deltaS。实例：对羟基苯甲酸和羟基萘甲酸等共聚对羟基苯甲酸和PET共聚（其他合理例子均可）聚合物熔融共混时，液滴的破裂与表面张力有关。表面张力越大，越容易破裂。

答案:错聚合物共混时，两相间的相容性越小，则共混物中分散的粒径越大。

答案:对当黏度不同的两种液体相混合时，把高黏度的少组分混合到低粘度的多组分中，比把低粘度的少组分混合到高粘度的多组分中更困难。

答案:对聚集体的破裂分散应该具备的基本条件是：聚集体界面上的粘性剪切力____________聚集体内各微粒间的相互作用力；被破裂分开的聚集体微粒相互间的距离应____________作用半径。

答案:大于，大于下列条件中，____________有利于液液分散时混合程度的提高。

答案:提高温度非分散混合可以分为__________________。

答案:分布性混合和层流混合

卤素阻燃剂和有机硅阻燃剂并用，会降低阻燃效果，这属于添加剂的__________作用。

答案:对抗影响聚合物共混过程中液滴破裂的主要因素有哪些？这些因素的影响效果是什么？

答案:1.分散相的表面(界面)张力：表面(界面)张力越大，越不易破裂。2.分散相的粘度：分散相的粘度越大，液滴越难以破裂。粘度比大于4，液滴不破裂。3.剪切应力：剪切应力越大，液滴越易破裂。低于临界剪切应力(液滴破裂强度)，液滴不破裂。4.连续相的弹性和粘度：连续相的弹性会增加最小液滴尺寸和临界剪切速率。

弹性增加，混合程度下降。连续相的粘度则相反。粘度增加，混合程度提高。5.分散性和连续相的相容性：相容性越小，液滴尺寸越大。6.温度：温度增加，η下降，有利于液滴分散。什么是非分散混合？什么是分散混合？两者分别是通过何种物料运动形式来实现的？

答案:非分散混合是通过重复地排列少组分增加其在混合物中空间分布的均匀性而不减小粒子初始尺寸的过程，其运动基本形式是通过对流来实现的。非分散混合的特点是各粒子只有相互位置的变化，而无粒度的变化。分散混合是在混合过程中发生粒子尺寸减小到极限值，同时增加相界面和提高组分均匀性的混合过程。分散的基本形式是通过聚集体的分散和液液破裂来实现的。分散混合的特点是粒子既有位置的变化又有粒度的变化。按照Brodkey的混合理论，混合涉及扩散的基本运动形式有哪几种？聚合物加工中聚合物熔体间的混合以哪一种运动形式为主？为什么？

答案:Brodkey的混合理论涉及的混合基本运动形式有：分子扩散，涡旋扩散（即紊流扩散）、体积扩散（即对流混合）。聚合物加工中聚合物熔体间的混合以体积扩散为主。这是因为聚合物熔体的黏度很高，熔体与熔体间的分子扩散很慢。在熔融加工时，聚合物熔体的运动速度达不到紊流，且黏度又高，很少发生涡旋扩散。而体积扩散时流体质点、液滴或固体微粒由系统的一个空间向另一个空间位置的运动，或两种以及多种组分在相互占有的空间内发生运动，以期达到各组分的均布。聚合物熔融成型时混合机理主要为体积扩散。聚合物所用溶剂本身黏度越大，同样浓度下聚合物溶液的黏度一般也越大。

答案:对聚合物的相对分子质量（即分子量）分布加宽，其流体发生切力变稀的临界剪切速率一般向高值移动。

答案:错聚合物流体的动态流动曲线中，G′和G″交点处对应的角频率ωc与聚合物相对分子质量的大小相关，ωc越小，聚合物相对分子质量越大。

答案:对切力变稀流体的剪切应力-剪切速率曲线的斜率即为非牛顿指数n。

答案:错拉伸流动是指流体质点的运动速度仅沿着流动方向发生变化，而垂直于流动方向的运动速度相等。

答案:对通过__________，可使聚合物熔体的表观黏度增大。

答案:增大压力涂料和油漆在涂刷过程中要避免流挂，利用了_____________的性质。

答案:宾哈姆流体对于切力变稀聚合物流体，_______。

答案:η∞＜ηａ＜η０

胀流性流体的非牛顿指数n__________。

答案:＞1

注射模具的充模过程，塑料流体的流动属于_______________。

答案:不稳定流动

当拉伸黏度随拉伸应变速率的增大而增大时，有助于提高纺丝成型的稳定性。

答案:对拉伸黏度可用来判断聚合物流体是否具有良好的可加工性，拉伸黏度越大，可纺性越好。

答案:错不同聚合物形成的共混体系的拉伸黏度介于两种纯聚合物之间。

答案:错在具有相似分子量及分布时，LDPE熔体比HDPE的弹性效应更显著。

答案:对聚合物流体弹性主要是由体系内能变化所致。

答案:错实际生产中，若熔体弹性和挤出胀大效应比较严重，熔体可纺性非常差，可采取________来减弱孔口胀大效应。

答案:减小聚合物的相对分子质量、提高纺丝温度聚合物流体弹性不能通过________来表征。

答案:损耗模量G'’下列效应中，____________不属于流体的弹性效应。

答案:切力变稀对于牛顿流体而言，其进行单轴拉伸时，________。

答案:拉伸黏度是零切黏度的三倍/star3/origin/1eba0f66b439b5bc6288e8c01cb9d65b.jpg

答案:从非牛顿指数n数据分析，在各温度范围中，其n值均低于纤维级PET熔体的n，说明该聚酯熔体的非牛顿性较强。随着温度越高，熔体的大分子链段活动能力越强，流动性得以提高，体系更接近牛顿流体。因此纺丝温度应稍高些，从而减小熔体的非牛顿性，提高可纺性。从黏流活化能数据分析，温度低于300℃时，该物料熔体的黏流活化能远远大于常规聚合物熔体的黏流活化能，并且随着剪切速率的增大而减小。这说明温度低于300℃时，熔体的黏度对温度的敏感性大，虽然随着剪切速率的增大，敏感性下降，但剪切速率过大时，熔体容易产生不稳定流动，因此熔体温度低于300℃时不适合纺丝。而熔体温度高于300℃时，黏流活化能接近于纤维级PET，并且随着剪切速率的增大没有明显的变化，说明温度高于300℃时，该物料熔体的温度和剪切速率敏感性均相对较小，此时纺丝比较稳定。综上所述，结合非牛顿指数和黏流活化能数据，该物料的可纺性比纤维级PET略差，控制纺丝条件，特别是一定程度内提高纺丝温度（必须高于300℃），320℃时可纺性更佳，而剪切速率对可纺性影响较小。PP的非牛顿性较强，弹性显著。如何在熔喷过程中提高PP的流动性，并减小弹性？

答案:降低相对分子质量（分子量）；（熔指1000-1500g/10min）控制合适的相对分子质量分布（分子量分布）；提高纺丝温度；适当降低泵供量；适当增加孔口直径；增加喷丝孔长径比。试从结构的角度探讨同等分子量（相对分子质量）的高密度聚乙烯、低密度聚乙烯和线性低密度聚乙烯的表观黏度的大小。

答案:HDPE，支链少而短，基本呈线性，缠结程度高，表观黏度较大。LDPE，长短支链，支链数较多，自由体积较大，表观黏度一般会变小；但如果长支链较长较多，会增加缠结，表观黏度就会变大。LLDPE，短支链，支链数较多，如果采用共聚的α烯烃所产生的侧链很短，能降低熔体表观黏度。内聚破坏机理基于强度的能力理论。对于黏弹性流体的拉伸流动，当储存的弹性能密度超过某临界值时，流动发生破坏。在稳态流动中，应力达到拉伸强度σ11*时就出现断裂。

答案:对液滴型不能形成连续细流，无法形成纤维，属于内聚破坏机理。

答案:错可纺性是指流体承受稳定的拉伸操作所具有的形变能力，即流体在拉伸作用下形成细长丝条的能力。因此，可纺性问题实质上是一个单轴拉伸流动的流变学问题。

答案:对纺丝线上的主要成型区域内，占支配地位的流变行为是剪切流动。

答案:错纺丝线上的任何一点，其流动是稳态的，即纺丝线上任何一点都具有各自恒定的状态参数，不随位置而变化。

答案:错纤维的细度可用公制支数（简称公支）来表示，纤维公支数越大，表示纤维越粗。

答案:错纤维初始模量表示纤维在大负荷作用下变形的难易程度，反映了纤维的刚性。

答案:错纺丝时挤出细流的几种类型中，________为纺丝中正常的细流类型。

答案:胀大型湿法纺丝中，丝条的断裂机理主要是由____________机理决定的。

答案:内聚破坏下列参数中，______________不是经常用来判别流体可纺性的参数。

答案:表观黏度ηa某企业生产的涤纶，其产品规格为55dtex/36f，则其单丝纤度为_________特（tex）。

答案:0.153

某企业生产的涤纶，其产品规格为55dtex/24f，复丝强力为2.75N，则其单丝强度为___________。

答案:5.0cN/dtex

某企业生产的锦纶6，其产品规格为78dtex/24f（24f指一束丝有24根），复丝强力为5.0N，则其单丝强力为

___________。

答案:20.8cN分特（dtex）是纤维纤度的常用单位，它是指长度为___________米的纤维的重量克数。

答案:10000莫代尔纤维是一种高湿模量再生纤维素纤维，该纤维的原料采用榉木，先将其制成木浆，再通过专门的纺丝工艺加工成纤维，这种莫代尔纤维属于_____________。

答案:人造纤维通过玉米发酵得到乳酸，乳酸反应得到丙交酯，丙交酯开环聚合物得到聚乳酸，聚乳酸纺丝得到聚乳酸纤维。这样得到的聚乳酸纤维属于____________。

答案:合成纤维一束3000米长的纤维重0.6克，将其进行拉伸性能分析，其纤维的断裂强力为0.08牛顿（N），因此，该纤维线密度为________tex，相对强度为________cN/dtex。

答案:0.2，4.0_______________可减轻或避免漫流性细流的出现。

答案:降低温度，提高黏度;增大泵供量，使V0增大;在喷丝板表面喷雾化硅油，降低流体和喷丝板之间的界面张力通过_______________，可避免液滴型细流的出现。

答案:降低温度使黏度升高;增加泵供量使V0增大;增大喷丝孔径R0熔体纺丝线上的_____________是发生拉伸流动和形成纤维最初结构的主要区域。

答案:形变细化区

熔体纺丝时，聚合物的挤出速度不变，提高卷绕速度，其挤出胀大比___________。

答案:变小熔体纺丝中挤出胀大区的拉伸应变速率______________。

答案:<0纺丝线上某一点的密度可通过测定___________得到确定。

答案:温度/star3/origin/e9cd099cc1a6d88e9bd243ad4600b76d

答案:/由于径向温度分布导致径向黏度分布，高黏度的皮层会出现应力集中现象，因此皮层具有更大的取向甚至结晶，可能导致纤维出现皮芯结构。

答案:对熔融纺丝法纺制超细纤维时，由于丝条的平均直径远小于常规纤维，冷却长度很短，因此应适当缩短喷丝板到冷却风的距离H，以降低冷却吹风对喷丝板的影响，减小喷丝板的温度降，使丝条自然冷却，防止丝条变脆，强度降低。

答案:错常规纺丝的冷却风速Vy的变化对冷却过程和初生纤维结构和性能影响不如高速纺丝。

答案:错采用熔融纺丝方法制备复丝时，特别是纺制的复丝根数特别多时，环吹风冷却得到的纤维均匀性往往比侧吹风冷却时更好。

答案:对熔纺纺丝线上，纵吹风的传热系数是横吹风的两倍。

答案:错在高速纺丝中，摩擦力Ff随Vx提高而急剧增大，对纤维结构的形成有很大影响。

答案:对熔纺丝条固化后，惯性力随纺程提高。

答案:错表面张力Fs是一种抗拒拉伸的作用力，由曲率和表面能的变化引起，仅在液态区域内起作用。

答案:对利用线性酚醛进行熔融纺丝，其分子量为1000左右，纺丝熔体黏度很低，此时纺丝线上的重力可忽略不计。

答案:错对于PET高速纺，________________是流变力的主要贡献者。

答案:惯性力

;

摩擦力

PET的Cp=1.7KJ/(Kg.K)；PA6的Cp=2.4KJ/(Kg.K)；PA66的Cp=2.5KJ/(Kg.K)，所以在同样的纺丝条件下，三者的冷却长度关系是____________。

答案:LkPET冷却长度是喷丝板到丝条固化点之间的距离，当纺丝线上不发生结晶时，它不可以通过_________计算.

答案:纺程上的应力分布

当PET的纺丝速度达到8000m/min时，纺丝线上的轴向温度分布并不呈现沿纺程单调递减的趋势，而是在某一区域内温度曲线出现一个平台，这是因为在超高速的纺丝条件下PET发生了____________。

答案:结晶纺丝线上的应力分布，是指_________________除以截面积得到的应力随纺程的变化。

答案:流变阻力

随着侧吹风风温的减小，聚合物熔纺纺丝线上的结晶度减小。

答案:对在PET的高速纺丝时，在4000~7000m/min的纺速范围内，结晶度随卷绕速度的提高而增大，其原因是纺程发生了取向结晶。

答案:对动力学结晶能力G的物理意义是指某一聚合物从熔点Tm以单位冷却速度降低至玻璃化温度Tg时，所得到的结晶度。

答案:错结晶速率常数K是结晶度达到50%时所需时间的倒数(t1/2)-1。结晶速率快，t1/2就小，K就大。

答案:错熔体纺丝喷丝孔中剪切流动取向，取向度正比于切变速率和松弛时间的乘积。在喷丝孔中的熔体温度较高，松弛时间较大，造成的取向较大。但是这些流动取向在挤出胀大区会被松弛殆尽。

答案:错熔纺过程中，纺丝过程中的取向机理有__________。

答案:喷丝孔切变流场中的流动取向

;纺丝线拉伸流场中的流动取向

;纤维固化区的形变取向

熔纺卷绕丝的取向主要是由于_________的贡献。

答案:纺丝线上的拉伸流动取向

1dtex的涤纶（密度1.35g/cm3）、丙纶（密度0.9g/cm3）和钢纤维（密度7.8g/cm3），其纤维直径分别是多少？（以μm表示，结果取一位小数点）

答案:涤纶9.7μm丙纶11.9μm钢纤维4.0μm某企业生产的锦纶6，其产品规格为48dtex/24f（24f指一束丝有24根），复丝强力为2.4N，试计算：（1）该产品100m的卷重。

（2）单丝强度。（3）单丝纤度（以特、旦分别表示）。

答案:（1）该产品100m的卷重=100×48/10000=0.48（g）（2）单丝强度=2.4×100/48=5(cN/dtex)（3）单丝纤度=48/24=2（dtex）=0.2（tex）

=0.2×9000/1000=1.8（旦）涤纶密度为1.35g/cm3，如果几种涤纶单丝的直径分别为10μm，16μm和20μm，请计算其各自的纤度（以dtex表示）。

答案:1.1dtex2.7dtex4.2dtexPET的熔融纺丝，在4000m/min和7000m/min的纺速下，其纺程上取向的发展有何不同？

答案:1.PET在在4000m/min纺速下基本不发生结晶，其取向度（用双折射Δn表示）沿纺程分成三个区域：I区中，Δn略有增加。这是因为，拉伸粘度ηe发生变化。一方面导致拉伸流动速度场的取向作用；但另一方面熔体细流温度远高于固化温度，ηe较小，因此布朗运动的解取向作用也较大。由于两者竞争的结果，因此总的取向度增加有限。II区中，Δn增加迅速。这是因为拉伸流动速度场的取向因仍较大而继续发挥较大的作用；同时解取向作用因ηe逐渐增大而削弱，因此有效的取向度大幅度单调上升。III区丝条已几乎固化，大分子的活动性较小，相变形变困难，纺程上的拉伸应力已不足于使大分子取向，因此Δn达到了饱和值。2.PET在在7000m/min纺速下发生结晶，可以将Δn沿纺程的分布划分为三个区：（1）流动形变区。在喷丝板一下0~70cm的范围内，此处大部分的细化形变已基本完成，但是双折射仍然很小。这是因为该区的形变速率较低，聚合物处于高温，大分子迅速地发生解取向作用。因此此区中双折射仅和纺丝应力有关。（2）结晶取向区。在喷丝板下70~130cm。与常规纺PET不同，其Δn在该狭小的区域内急剧上升，其饱和值大大提高。此区对应的直径曲线上出现细颈，温度曲线上出现平台，形变速率dv/dx出现极大的峰值。这是由于PET卷绕丝在纺程上发生了结晶。当双折射增至0.02~0.03时，某些分子排列形成密集相，这对晶核的形成起着重要的作用。一旦晶核形成，结晶细颈处纺丝应力急剧增大。（3）塑性形变区。始于接近固化的末端，距离喷丝板大约130cm左右。尽管表面看来纤维几乎固化，但是由于空气阻力的存在，张应力随之不断增加，使大分子在这样高的张应力下屈服。因此在纺丝期间出现初生纤维的“冷拉”，而且纤维在结构和力学性质方面仍有变化。PET的超高速纺丝过程中，沿纺程上双折射的变化可以把纺程划分为那三个区？画图示意其熔体纺丝线上的直径、轴向速度梯度（拉伸应变速率）、温度、应力及双折射值Δn沿纺程是如何变化的？

答案:可以将双折射值Δn沿纺程的分布划分为三个区：(1)流动形变区；（2）结晶取向区；（3）塑性形变区。熔纺过程中有哪几种取向机理？各种取向机理对卷绕丝取向度的贡献如何？为什么？

答案:（1）喷丝孔中的剪切流动取向：正比于松弛时间τ和剪切速率的乘积。喷丝孔内的温度较高，松弛时间τ较小，取向度小；即使有流动取向，在挤出胀大区域中将松弛殆尽。所以喷丝孔中剪切流动取向对卷绕丝的取向度贡献很小。

（2）纺丝线上的拉伸流动取向：正比于松弛时间τ和拉伸应变速率έ的乘积。随着冷却的进行，松弛时间τ逐渐变大，而拉伸应变速率έ在细化形变区较大，因此取向度大，解取向小。所以卷绕丝的取向度主要是纺丝线上拉伸流动的贡献

（3）丝条固化区的拉伸形变取向：正比于固化区的应变比，属于橡胶状网络拉伸取向，对卷绕丝的取向度也有一定的贡献。熔纺中横向吹风时丝条的传热系数是否与纵向吹风时相同？在熔纺且恒速横向吹风时，上段和下段纺丝线冷却过程分别受哪种主要因素控制？为什么？

答案:α*=0.425A-0.333

[Vx2+（8Vy）2

]0.167不相同,在横向吹风时（Vx

=0，V

y=a）的传热系数为纵向吹风（Vx=a，Vy=0）时的两倍。

（640.167≈2)在纺程上部,

Vx<<8Vy（Vy/Vx

>>0.125）时，α*=0.425A-0.3332Vy0.334

，冷却过程受横吹风速度Vy所控制。在纺程下部,

Vx>>8Vy（Vy/Vx

<<0.125）时，α*

=0.425A-0.333Vx0.334

，冷却过程丝条速度Vx所控制。请写出熔纺中从喷丝头至距喷丝头X处的一段纺丝线（暴露于空气介质）上的轴向力平衡方程式及式中各种力符号代表的意义，并分析在高速纺丝时纺丝线上的张力主要受哪些力的影响？

答案:熔纺中从喷丝头至距喷丝头X处的一段纺丝线上的轴向力平衡方程式为：Fr(X)=Fr(0)+Fs+Fi+Ff-Fg

式中：Fr(X)为在x=X处纺丝线所受到的流变阻力；

Fr(0)为熔体细流在喷丝孔出口处作轴向拉伸流动时所克服的流变阻力；

Fs为纺丝线在纺程中需克服的表面张力；

Fi为使纺丝线作轴向加速运动所需克服的惯性力；

Ff为空气对运动着的纺丝线表面所产生的摩擦阻力；

Fg为重力场对纺丝线的作用力。在高速纺丝中，丝线上的张力主要受惯性力Fi和摩擦阻力Ff的影响。提高纺丝原液中聚合物的含量，增加了纺丝线的边界层阻力，限制了溶剂和凝固剂的扩散，因此DS和DN都下降。

答案:对湿法纺丝时，溶剂和凝固剂的扩散系数随凝固浴中溶剂含量的变化有极大值。

答案:错湿法纺丝时，由于双扩散过程所引起的细流凝固作用，(R-ξ*)沿纺丝线逐渐增大，而σxx,s(x)则单调减小。

答案:对在靠近喷丝孔头的区域内，皮层的拉伸应力最大。

答案:对施加于湿法纺丝线上的张力主要集中于皮层上产生单轴拉伸形变，导致皮层的取向度远远大于芯层的取向度。

答案:对湿法纺丝时，当喷头拉伸比VL/V0增大时，喷丝孔出口处的流变阻力减小。

答案:错湿法纺丝一般为零拉伸或负拉伸，其中负拉伸是指喷丝头拉伸比为负数。

答案:错湿法纺丝时，当喷头拉伸比不变时，在较高的张力下纺丝可以增加纺丝稳定性，使断头率下降，有助于提高成品丝的质量。

答案:对湿法纺丝线上的细化区是原液细流逐步完成凝固的区域，并在此区内形成纤维的最初结构。

答案:对湿纺纺丝线上的胀大区中，速度沿纺程变小，速度的径向分布dVx/dr=0，轴向分布dVx/dx=0

答案:错在湿法纺丝线上的轴向应力分析中，___________不可忽略。

答案:喷丝孔出口处的流变阻力;介质摩擦阻力以下选项中，_____________不是表征湿纺扩散过程的基本物理量。

答案:扩散常数

当凝固浴中溶剂的浓度较低时，因凝固能力过强，易产生大空洞空隙。

答案:对湿法纺丝时，当JS

/JN

＞1时，丝条溶胀，纤维的横截面是圆形的。

答案:错在三元相图的③区，1＜JS/JN≤∞，纺丝线上聚合物的浓度不断增加，固化是由于相变和聚合物含量增加的结果，所获得的结构比较均匀。

答案:错湿纺纤维的皮层，_______________________。

答案:结构较紧密均一;取向度较高;力学性能好以下几种方案中，可以通过______________来制备全皮层黏胶纤维。

答案:添加有机变性剂/star3/origin/967e18144f0df39f40846dd393176c57.png

答案:②干法纺纤维的固化过程是体系相态变化的结果。

答案:错干法纺丝细流在出喷丝头后轴向速度迅速增大，然后达到一个平衡值，即达到了固化。

答案:错干法纺丝线上，近喷头区域直径急剧下降，挤出胀大区基本消失。这主要是由于溶剂的高度蒸发和细流拉伸流动的结果，直至玻璃化转变点，直径趋于平稳。

答案:对干法纺丝中，溶剂从纺丝线上除去的机理有

。

答案:溶剂闪蒸（快速大量挥发）;溶剂从纺丝线内部向表面的扩散;溶剂从纺丝线表面向周围介质的对流传质与湿纺纺丝相比，干法纺丝的工艺特点是

。

答案:纺丝液浓度较高，一般达18~45%，相应的黏度也高。;能承受比湿纺更大的喷头拉伸比，易制得比湿纺更细的纤维。;纺丝线受到的阻力比湿纺小，纺速比湿纺高。干法纺丝线上，玻璃化转变点之后张力的连续增大反映了

的影响。

答案:Ff干法纺丝线上，张力在靠近喷丝板的区域内很小，主要是由于

的作用。

答案:Fr(0)1884年，第一根人造丝-纤维素硝酸酯纤维是通过________

制得的。

答案:干法纺丝UHMWPE的冻胶纺丝（干湿法）与普通干湿法纺丝的区别，主要在于纺丝工艺，其凝固机理是一样的。

答案:错静电纺丝装置必须包括

。

答案:高压发生器;定量供给溶液或熔体的装置（计量泵/注射泵）;形成细流的装置（喷丝口模）;纤维接收装置与湿法纺丝相比，干湿法纺丝具有的优势是

。

答案:可采用低得多的凝固浴温度;可大大提高喷丝头拉伸比，增加纺速;可增加喷丝孔径;纺丝液浓度及黏度可提高下列纺丝方法中，

能得到最细的纤维。

答案:静电纺丝以下纤维中，________

是采用干湿法纺丝制备的。

答案:Lyocell纤维

最适合用作UHMWPE冻胶纺丝（干湿法）的萃取剂。

答案:低分子量烷烃腈纶干湿法纺丝的主要凝固机理是

。

答案:双扩散PPTA的液晶纺丝中，其溶剂一般采用

。

答案:浓硫酸试述干纺纺丝线三个区域传热传质的特点及其除去溶剂的机理。

答案:（1）在干纺纺丝线I区（起始蒸发区），细流的组成和温度发生急剧变化，其中，在高温下从喷丝孔挤出的细流主要依靠自身的潜热和来自热风的传热，从溶液表面急剧蒸发，这时溶剂的蒸发潜热被夺取，使细流表面温度急剧下降到湿球温度直至达到平衡为止，而细流内部温度则比细流表面高。并且，细流表层溶剂浓度较高，主要以对流方式进行热交换。该区域溶剂迅速大量挥发，除去机理以闪蒸为主。（2）在干纺纺丝线II区（恒速蒸发区），热风的传热与丝条溶剂蒸发平衡，丝条的温度保持在湿球温度不变，且沿纤维截面的温度近乎是均匀一致的。此时溶剂恒速挥发，溶剂的脱除为从纺丝线表面向周围介质的对流传质控制机理。（3）在干纺纺丝线III区（降速蒸发区），溶剂从丝条内部向表层扩散的速度低于表面溶剂蒸发速度，溶剂降速蒸发，使丝条表面温度上升并接近热风温度。溶剂的脱除为从纺丝线内部向表面的扩散控制机理。腈纶的干法和湿法过程相比，其成型有何区别？对纤维的品质有何影响？

答案:腈纶的干法和湿法过程相比，湿法纺丝液的浓度较低，丝条的固化采用非溶剂，体系的相分离速率比较快，并且存在双扩散。而干纺纺丝液的浓度较高，丝条的机理为单相凝胶化，不存在双扩散，因此成型条件比湿法缓和。因此，湿法初生纤维会形成多孔凝胶网络，且存在皮芯结构。干法纤维不但宏观结构较均匀，没有明显的皮层和芯层，纤维的超分子结构尺寸大，同时纤维的微纤结构也不明显。此外，干法纤维的结构均匀、致密，纤维表面光滑，截面收缩不大，在显微镜下没有明显可见的孔洞，而且染色后色泽艳丽，光泽优雅。同时纤维更富于弹性，织物尺寸稳定性也较好。在Ziabicki三元相图中，画出以33.3%的聚合物溶液，以传质通量比为1的湿法成型路线。在此相图中，从热力学可能性而言，其中的哪些区纺丝细流是可以固化成丝条的？通常的湿法纺丝以哪一区居多？此区的凝固机理是什么？

答案:（SD应在SP离S1/3处，传质通量比为1的湿纺线路为从SD出发作SN的平行线。）从热力学可能性而言：

在①区是不能纺制成纤维的。在②、③和④区的原液细流能够固化。通常的湿法纺丝以③区为多，其成型机理为浓缩固化成型。采用圆形喷丝孔进行湿法纺丝时，可能形成非圆形截面纤维么？为什么？

答案:采用圆形喷丝孔进行湿法纺丝时，是有可能形成非圆形截面纤维的。这是由于湿法纺中丝条横截面形状除受喷丝孔形状影响外，还受溶剂的通量(JS)和沉淀剂的通量(JN)的比值(即传质通量比，JS/JN)和固化表面层硬度等因素影响。当JS/JN>1并具有坚硬的皮层时，皮层和芯层变形性的差异将导致纤维横截面崩溃从而形成非圆形截面。聚合物高弹形变的特点是模量大，形变小，且形变滞后于应力，即形变有明显的时间依赖性。

答案:错聚合物的运动主要有两种形式，即分子链构象的改变和整个分子的相对位移。

答案:对无定形聚合物中的大分子和在溶液中的大分子一样，是长程有序，局部无序的无规线团状。

答案:错玻璃化转变温度Tg可以用_________来测量。

答案:DSC;DMA

经典的拉伸流变学理论中，_______是拉伸总形变中的有效部分。

答案:塑性形变某厂生产的PET纤维，进行二级牵伸，总牵伸倍数为4.0，一级牵伸倍数为3.2，二级牵伸倍数为_______。

答案:1.25如果拉伸点发生在第一台拉伸机的最后一辊或倒数第二辊上，则拉伸极不稳定，使拉伸点后移的方法是____________。

答案:降低最后一辊或数辊的辊面温度，使丝条的屈服应力增大。

从热力学角度出发，无定形聚合物属于____________。

答案:液相在相同的拉伸比下，湿纺腈纶在干态拉伸时大分子的取向高于水浴拉伸时的取向，这是因为作为塑化剂的水能促进大分子运动并缩短松弛时间。

答案:对未取向结晶高聚物的典型拉伸曲线，随着拉伸温度的提高，拉伸曲线由b→c→a型变化。

答案:错湿法纺丝时，随着凝固浴温度的降低，双扩散速度变慢，聚合物从溶液中沉淀出来的速度也变慢，网络骨架也就越细密，冻胶中的内应力也小，拉伸性能更好。

答案:对随着PET卷绕丝预取向度的提高，屈服应力σ＊和弹性模量E增加，自然拉伸比下降，拉伸曲线沿“c”→“b”型变化，逐渐转变为均匀拉伸。

答案:对随着PET卷绕丝结晶度的降低，拉伸曲线沿“b”→“c”→a”型变化，且屈服应力σ＊和自然拉伸比N增大。

答案:错熔体卷绕丝在Tg附近进行拉伸时，要控制纤维的实际拉伸倍数小于自然拉伸比。

答案:错b型拉伸曲线的纤维，在拉伸过程中发生自增强，不出现细化点，为均匀拉伸。

答案:对测量非晶区取向度的方法有________________。

答案:染色二色性法

;XRD和双折射相结合

__________________，初生纤维的应力-应变曲线会发生从c向b型的变化。

答案:升高拉伸温度a型拉伸曲线的材料，其断裂方式属于_____________。

答案:脆性断裂松弛热定型时，纤维强度有所增加，断裂伸长下降。

答案:错PA66纤维松弛热定型时，在合适的定型温度范围内，随定型温度的提高，纤维的结晶度线性增加。

答案:对锦纶6的蒸汽定型温度小于干态定型温度。

答案:对热定型温度越高，热定型时间越短，同时最佳热定型时间的范围越宽。

答案:错对亲水性等纤维,热定型的经验转变温度Tt与湿度有关：湿度较高时，Tt较高。

答案:错定张力热定型中，原来的高弹形变没有彻底松弛，又发展了新的高弹形变和新的塑性形变，所以纤维通常略伸长且应力未完全松弛。由于无法完全消除高弹形变，必须接着进行一次松弛热定型，以消除内应力，使纤维尺寸稳定。

答案:对定长热定型的实质是在纤维长度及线密度(细度）不变的情况下，经足够长时间的热处理，把内应力松弛掉，由此使塑性形变转变为高弹形变。

答案:错松弛热定型时，纤维收缩变粗，由于高弹形变松弛回复和内应力消除，使纤维尺寸稳定，打结强度提高。

答案:对纤维热定型的目的是

。

答案:进一步改善纤维的物理机械性能;提高纤维的形状稳定性;改善纤维的染色性能PET拉伸纤维在150℃进行松弛热定型，其晶区取向

。

答案:减小松弛热定型的实质是使纤维收缩，

。

答案:让高弹形变几乎全部松弛回复，并消除内应力制备高强低伸（强度高，断裂伸长低）的PET纤维，一般采用

_______

定型。

答案:紧张热定型+松弛热定型主要合成纤维品种的热定型机理有何不同？热定型效果如何？

答案:各种化学纤维的热定型机理并不一致，可以分三类：（1）聚酯和聚酰胺纤维的热定型机理聚酯因具有双内耗峰现象，因此热定型效果好。聚酰胺6在室温下有多重内耗峰，但由于其分子间有氢键，在湿态下的

α转变温度可降低到室温。热定型的效果将受到水分子的影响以致受到损害。因此，聚酰胺纤维热定型效果不如涤纶。（2）聚烯烃纤维的热定型机理疏水性的聚烯烃在室温下并不是处于两个内耗峰之间的低应力松弛的中间状态，这类纤维并不具备上述双峰现象所产生的效应，所以其热定型效果不好，抗褶皱性差。（3）聚丙烯腈纤维的热定型机理聚丙烯腈具备多重内耗峰，而且转变温度强烈受共聚、拉伸、增塑等作用影响。腈纶的热定型一般在转变温度下进行。因转变温度较高，为了降低此转变温度，一般采用湿态蒸汽定型的方法。综合来看，在生产实践中发现，涤纶的热定型效果最好，聚酰胺纤维次之，腈纶也有热定型效果，而聚烯烃纤维和纤维素纤维热定型效果不好。合成纤维成形及拉伸加工后需经热定型，试述采用松弛热定型和紧张热定型对纤维性能的影响有何不同？为何工业生产时纤维在紧张热定型后常要进行松弛热定型？

答案:热定型时纤维发生松弛和结构变化，引起纤维性能发生改变。一般来说，松弛热定型时，强度↓，断裂伸长↑；热定型T升高对纤维力学性能影响更大；而紧张热定型时，强度不变甚至↑，断裂伸长↓；热定型T提高，强度↑，伸长↓。不论松弛热定型或紧张热定型，随温度升高，纤维的干热收缩率都呈下降趋势。对于紧张热定型，虽是热定型，但实际上是在新条件下的少量拉伸，不可避免地会出现新的高弹形变；其热定型结果不能达到完全消除高弹形变的目的，因为旧的高弹形变未消除，又发展了新的高弹形变，应力未完全松弛；所以必须在紧张热定型后接着进行一次松弛热定型，以消除内应力，使纤维尺寸稳定。什么是拉伸点？拉伸点的移动对拉伸过程和纤维质量有何影响？工业生产中一般采用什么措施来调节拉伸点的移动？

答案:在拉伸过程中，当张应力达到屈服应力所对应的负荷时，发生屈服而产生细颈，发生细颈之处称为拉伸点。短纤维拉伸时其拉伸点一般发生在紧靠第一台牵伸机不远的油（水）浴槽中。如果拉伸点发生在第一台拉伸机的最后一辊或倒数第二辊上，或拉伸点来回移动，则拉伸极不稳定，所得的纤维均匀性较差。

使拉伸点后移的简便方法：降低最后一辊或数辊的辊面温度，其目的在于降低丝条的温度，使丝条的屈服应力增大。要使已经移出机台的拉伸点稳定，可将两台拉伸机之间的被拉伸丝加热，对短纤维通常用热水浴、过热蒸汽或其他介质。丝条进入加热区后，其温度逐渐上升，屈服应力逐渐减小，当减至与拉伸机施加的张力相等时，即产生细颈。温度恒定，则拉伸点稳定。试指出塑料、涤纶熔纺卷绕丝（在Tg附近）、湿纺凝固丝拉伸时的应力-应变曲线分别属于a、b、c三种类型中的哪一种？这三种拉伸曲线的形状和对应材料的拉伸过程各有何特点？

答案:（1）塑料拉伸时的应力-应变曲线属于a型，曲线形状为凸形；对应材料在拉伸过程中会出现应力集中而迅速断裂（脆性断裂），呈现出不可拉伸性。（2）涤纶熔纺卷绕丝在Tg附近拉伸时的应力-应变曲线基本属于c型，曲线形状为先凸后凹形;

对应材料在拉伸过程中会出现细颈现象，当实际拉伸倍数大于自然拉伸比而小于最大拉伸比时，可拉伸性好。（3）湿纺凝固丝拉伸时的应力-应变曲线基本上属于b型，曲线形状为凹形；对应材料在拉伸过程中会发生自增强作用，不会出现应力集中，属于均匀拉伸，且拉伸性好。塑炼的结果是橡胶大分子的分子量发生下降，分子量分布变宽。

答案:错焦烧是指胶料在加工过程中，由于加工温度过高、生产工艺周期长或存放时间过长等原因，发生胶料的早期硫化。

答案:对天然橡胶的化学结构是反式聚异戊二烯。

答案:错橡胶塑炼过程中，影响大分子链断裂的主要因素有_________等。

答案:机械力;氧;温度;塑解剂与纤维级聚合物相比，橡胶大分子具有_________的特征。

答案:分子量大;分子量分布宽硅橡胶具有优异的耐寒性，其主要原因是因为其结构中_________。

答案:硅原子比碳原子的体积大，把两个甲基撑了出去，使两个甲基的距离比连接于碳原子来得大，减弱了它们的相互作用，因而减少了内旋转的阻碍。;由于氧原子上无取代基或原子，减少了对内旋转的阻碍。;硅橡胶主链全部由单键组成，每一个键都可以内旋转，所以有较好的柔顺性。橡胶的硫化体系中，加入硫化促进剂的目的是_________。

答案:降低硫化温度，缩短硫化时间，改善硫化胶的物理机械性能下列生胶中，_________的耐热性最好。

答案:硅橡胶下列表达中，_________是错误的。

答案:高温塑解剂主要起自由基受体的作用。以下各项性质中，_________不属于橡胶的共性。

答案:具有热塑性根据硫化历程图的分析，橡胶的硫化历程可分为哪几个阶段，各个阶段中胶料的结构和性能发生了那些变化？

答案:根据硫化历程图的分析，橡胶的硫化历程可分为四个阶段：焦烧阶段：热硫化开始前的延迟作用时间段，相当于硫化过程的诱导期，形成交联前驱，强度没有增加或增加不多。热硫化阶段（欠硫）：交联初始阶段，交联度开始上升，促使橡胶弹性和抗张强度急剧上升。平坦硫化阶段（正硫）：此时交联反应已趋于完成，既而发生交联键的重排，胶料的抗张曲线出现平坦区。过硫化阶段：硫化反应中网构形成的后期，主要是交联键发生重排作用，以及交联键和链段热裂解的反应，胶料的抗张强度可能会发生显著下降。氧是如何影响塑炼效果的？

答案:低温塑炼，橡胶大分子受机械力作用，断链形成自由基，自由基能迅速地与氧产生化学反应，从而使断链后自由基得到稳定。高温塑炼，主要是氧化使分子链断裂，形成的自由基进一步与氧作用形成过氧化自由基，过氧化自由基可获取橡胶大分子上的氢原子，还可进一步生产醛、酸甚至酯键。也可以用化学方程式表示。聚乙烯和聚丙烯是典型的结晶聚合物，乙丙胶是典型的橡胶，请根据上述条件，设计一种热塑性弹性体的结构。该结构中的连续相和分散相分别是什么？两相分别起到了什么作用？

答案:形成嵌段共聚物，其结构为“PP+乙烯丙烯无规共聚物+PP”，“PE+乙烯丙烯无规共聚物+PE”。连续相：乙烯丙烯无规共聚物，提供弹性。分散相：PP晶体或PE晶体，提供物理交联点。当硫化胶以多硫键为主时，其耐热性很差，而机械强度和耐屈挠疲劳性能很好。多硫交联键还