影响高聚物流动性的因素
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一、热塑性高聚物熔融指数的测定熔融指数 (Melt Index 缩写为MI) 是在规定的温度、压力下,10min 内高聚物熔体通过规定尺寸毛细管的重量值,其单位为g 。
min)10/(600g tW MI ⨯=影响高聚物熔体流动性的因素有内因和外因两个方面。
内因主要指分子链的结构、分子量及其分布等;外因则主要指温度、压力、毛细管的内径与长度为了使MI 值能相对地反映高聚物的分子量及分子结构等物理性质,必须将外界条件相对固定。
在本实验中,按照标准试验条件,对于不同的高聚物须选取不同的测试温度与压力。
因为各种高聚物的粘度对温度与剪切力的依赖关系不同,MI 值只能在同种高聚物间相对比较。
一般说来,熔融指数小,即在12、 34测定取向度的方法有X 射线衍射法、双折射法、二色性法和声速法等。
其中,声速法是通过对声波在纤维中传播速度的测定,来计算纤维的取向度。
其原理是基于在纤维材料中因大分子链的取向而导致声波传播的各向异性。
几个重要公式:①传播速度C=)/(10)(1063s km t T L L ⨯∆-⨯- 单位:C-km/s ;L-m ;T L -?s ;△t-?s ②模量关系式 2C E ρ= ③声速取向因子 221CC f u a -= ④?t(ms)=2t 20-t 40(解释原因)Cu 值(km/s ):PET= 1.35,PP=1.45,PAN=2.1,CEL=2.0 (可能出选择题)测定纤维的C u 值一般有两种方法:一种是将聚合物制成基本无取向的薄膜,然后测定其声速值;另一种是反推法,即先通过拉伸试验,绘出某种纤维在不同拉伸倍率下的声速曲线,然后将曲线反推到拉伸倍率为零处,该点的声速值即可看做该纤维的无规取向声速值C u (见图1)。
思考题:1、影响实验数据精确性的关键问题是什么?答:对纤维的拉伸会改变纤维的取向。
所以为保证测试的精确性,每种纤维试样至少取3根以上迸行测定。
2、比较声速法与双折射法,两者各有什么特点?三、光学解偏振法测聚合物的结晶速度(无计算题,最好知道公式。
第一章答案1.高分子聚合物链结构有哪些特点?根据链结构的不同,高分子聚合物可以分成哪几类?答:高分子聚合物链结构具有以下结构特点(1)高分子呈现链式结构(2)高分子链具有柔性(3)高聚物的多分散性根据链结构的不同,高分子聚合物可以分为高分子近程结构和高分子远程结构。
2.根据聚集态结构的不同,高分子聚合物可以分成哪几类?试阐述其结构特点和性能特点。
答:根据聚集态结构的不同,高分子聚合物可以分成固体和液体,固体又有晶态和非晶态之分。
(1)聚集态结构的复杂性因为高分子链依靠分子内和分子间的范德华力相互作用堆积在一起,可导致晶态和非晶态结构。
高聚物的比小分子物质的晶态有程序差得多,但高聚物的非晶态结构却比小分子物质液态的有序程度高。
高分子链具有特征的堆方式,分子链的空间形状可以是卷曲的、折叠的和伸直的,还可能形成某种螺旋结构。
如果高分子链由两种以上的不同化学结构的单体组成,则化学结构是决定高分子链段由于相容性的不同,可能形成多种多样的微相结构。
复杂的凝聚态结构是决定高分子材料使用性能的直接因素。
(2)具有交联网络结构某些种类的高分子链能够以化学键相互连接形成高分子网状结构,这种结构是橡胶弹性体和热固性塑料所特有的。
这种高聚物不能被溶剂溶解,也不能通过加热使其熔融。
交联对此类材料的力学性能有重要影。
高聚物长来链大分子堆砌在一起可能导致链的缠结,勾结点可看成为可移的交链点。
3.在线型非晶态(无定形)聚合物的热力学曲线上,可以分为哪三种力学状态的区域?温度点0b、0g、0f、0d表征什么意义?答:在线型非晶体态(无定形)聚合物的热力学曲线上,可以分为玻璃态、高弹态、粘流态。
0b称为脆化温度,它是塑料使用的下限温度。
0g称为玻璃化温度,玻璃态和高弹态之间的转变称为玻璃化转变,对应的转变温度即玻璃态温度。
0f称为粘流温度,高弹态与粘流态之间的转变温度称为粘流温度。
0d称为热分解温度,它是塑料使用的上限温度。
4.绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体,试写出非牛顿流体的指数流动规律,并表述其意义。