《高分子材料成型原理》是高分子科学领域的重要学科,主要研究高分子材料成型加工的原理和工艺。本文档提供了该课程的一些简答题答案,涵盖了多个关键知识点。
1. **熔融纺丝、湿法纺丝和干法纺丝的比较**
- 相同点:三种方法都是将聚合物转化为纤维的过程,都需要通过纤维成形和拉伸来获得最终的纤维。
- 不同点:熔融纺丝是直接加热聚合物至熔融状态,通过喷丝孔挤出形成纤维;湿法纺丝则是在聚合物溶液中挤出细流,通过凝固浴中溶剂的扩散来固化纤维;干法纺丝则是在聚合物溶液中挤出细流,在热空气中通过溶剂蒸发形成纤维。湿法纺丝中传质和化学反应尤为显著,干法纺丝中传质和力学因素相对次要。
2. **聚合物流体弹性的表现**
- 流体的弹性回缩:施加压力后,流体在压力去除后能恢复原状。
- 聚合物流体的蠕变松弛:长时间受力后,流体会逐渐变形。
- 孔口胀大效应:流体通过小孔时,因压力差导致孔口扩张。
- 爬杆效应:流体沿着垂直表面缓慢上升。
- 剩余压力现象:封闭容器内流体的压力高于大气压力。
- 孔道的虚构长度:流体通过管道时,因内部压力而显现出的长度增加。
- 无管虹吸现象:没有物理连接的两个容器之间,流体可以通过虹吸作用传递。
3. **三元相图在湿纺、干纺和冻胶纺的应用**
- 在三元相图中,不同的JS/JN值对应不同的纺丝过程。如JS/JN无限小对应湿法纺丝,溶剂快速扩散,JS/JN无限大则表示干法纺丝,溶剂蒸发。
4. **橡胶塑炼的影响因素**
- 机械力:通过剪切力打断橡胶链段,增加可流动单元。
- 氧:氧化反应可以提高橡胶的可塑性。
- 温度:提高温度能加速分子运动,促进塑化。
5. **胶接理论和胶接接头的强度**
- 胶接理论包括吸附理论、扩散理论、静电理论、机械连接理论、化学键理论和弱边界层理论。
- 接头强度取决于胶黏剂的聚合强度和粘附力,后者包括化学键力、分子间作用力、界面静电引力和机械嵌合力。
6. **影响ηο的因素**
- 材料的平均分子量和粘流活化能决定了聚合物熔体的粘度。
7. **湿纺中形成皮芯结构的机理**
- 外部凝固是由于溶剂扩散,导致聚合物析出,形成致密的外层。
- 内部凝固则是溶剂和沉淀剂共同作用,形成较松散的内层。
8. **硫化过程的主要反应阶段**
- 生成中间化合物、活性侧基形成、交联键建立和交联键继续反应。
9. **影响聚合物熔体剪切粘度的因素**
- 分子结构、分子量、分子量分布、溶液浓度、温度、溶剂性质、混合情况和流体静压都会影响剪切粘度。
10. **热塑性弹性体(如SBS)的特点**
- SBS结合了橡胶的弹性与塑料的可塑性,这是因为其分子结构中同时存在硬段(如苯乙烯)和软段(如丁二烯)。
11. **高聚物结构变化对熔点的影响**
- 等规结构影响熔点,空间位阻越大,熔点越高。
- 脂肪族、聚酯等随单元增加,熔点趋向于聚乙烯。
- 主链含刚性结构的高聚物,如芳族高聚物,熔点显著升高。
12. **聚合物取向结晶的特点**
- 应力和纺速增加会加快结晶速度,且不同纺速下结晶结构不同。
以上内容涉及了高分子材料成型原理中的关键概念,包括成型方法、流变学、胶接理论、硫化反应、熔体流动性质以及聚合物结构对性能的影响等。深入理解这些知识点对于掌握高分子材料的加工和应用至关重要。