聚合物共混改性 思考题答案.doc

聚合物共混改性_思考题答案.doc。
答:聚合物共混是指将两种或两种以上聚合物材料、无机材料以及助剂在一定温度下进行机械掺混,最终形成一种宏观上均匀,而且力学、热学、光学、电学及其他性能得到改善的新材料的过程,这种混合过程称为聚合物的共混改性,所得到的新的共混产物称为聚合物共混物,简称共混物。
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答:1. 分散相和连续相;2. 分散相的分散状况;3. 两相体系的形貌;4. 相界面。
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答:液滴分裂机理:分散相的大粒子,分裂成两个较小的粒子,然后,较小的粒子在进一步分裂,这一过程不断重复,直至平衡。
细流线破裂机理:分散相的大粒子,在拉伸应力下变形为细流线,细流线再在瞬间破裂成细小的粒子。
“液滴模型”,讨论影响分散相变形的因素。
答:Weber数粒径;连续相黏度;界面张力;熔体弹性;流动场;两相粘度比。
“双小球模型”,讨论影响分散相破碎的因素。
答:K值的影响;r*值的影响;初始位置(分散相粒径)的影响
,可以对聚合物熔体黏度进行调控。
答:调节剪切应力;通过助剂调节;调节共混组分的相对分子量。
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答:一、各组分的性能与配比的影响;二、共混物形态的影响;三、制样方法和条件的影响;四、测试方法与条件的影响
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答:玻璃态聚合物大形变时的形变机理包含两种可能的过程
剪切形变过程:剪切过程包括弥散型的剪切屈服形变和形成局部剪切带两种情况。剪切形变只是使物体形状改变,分子间的内聚能和物体的密度基本上不受影响。
银纹化过程:银纹化过程则使物体的密度大大下降。这两种机理各自所占的比重与聚合物结构及实验条件有关。
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答:1)是纯几何的原因(试样截面积的波动)。这种纯几何的原因仅在一定的负荷条件下才会产生局部应变
2)应变软化(材料对应变的阻力随应变的增加而减小)。是由聚合物材料的本性引起的。
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答:结构:银纹的平面垂直于外加应力的方向。银纹和裂纹不同,银纹是由聚合物大分子连接起来的空洞所构成。银纹一定的力学强度。
性质:(a) 密度、光学性质及渗透性
银纹体中含有大量空洞,因此银纹体的密度比未银纹化的基体的密度小,这也是银纹化后试样体积增加的原因;
由于密度小,银纹体的折光率比其周围聚合物的折光率小;
银纹体中的空洞是相互沟通的,由于毛细管作用极易渗入各种流体。所以银纹体可大大增加聚合物的可渗性。
(b) 银纹体的应力-应变性质
银纹体性似海绵,比正常的聚合物柔软并具韧性。在应力作用下,银纹体的形变是粘弹性的,所以其模量与应变过程有关,一般而言,银纹体的模量约为正常聚合物模量的3~25% ;
形变可恢复,加热、卸荷有利于恢复,在Tg以上加热可迅速地全部恢复;
加热或加压可使银纹消失,但再施加应力,银纹又在原处产生。这表明加热或加压仅是银纹的密度增加到与原来聚合物的密度大致相同,但超分子结构并未完全恢复。
(c)银纹的强度和生成能
在应力作用下,银纹的稳定性即银纹的强度与大分子的塑性流动、化学键的破坏及粘弹行为有关。
聚合物的分子量越大,大分子之间的物理交联键就越多,大分子的塑性流动和粘弹松弛过程的阻力就越大,因而银纹就越稳定。同时,分子量越大,大分子超越银纹两岸的几率就越大,要使银纹破裂就需要破坏更多的化学键,而破坏化学键要比分子间的滑动消耗更多的能量。
因此,聚合物分子量越大,银纹的强度就越高,破裂的临界宽度就越大。
银纹体形成时所消耗的能量称为银纹的生成能。形成银纹时要消耗四种形式的能量:生成银纹时的塑性功;在应力作用下银纹扩展的粘弹功;形成空洞的表面功和化学键的断裂能。
,即银纹的引发、增长和终止三个阶段。
银纹的引发:是由于存在结构的不均一性,从而产生应力集中,引发银纹。对于均相聚合物,表面缺陷、空洞及其他结构缺陷都是银纹的引发中心。聚合物共混物的两相界面是引发银纹的主要场所。特别典型的例子是橡胶增韧塑料,其中的橡胶颗粒构成了引发银纹的中心。
银纹的增长:增长速率取决于内部应力集中的情况及银纹尖端材料的性质。有时随着银纹的增长,应力集中因子下降,银纹增长速率就逐渐下降。当银纹尖端应力集中因子小于临界值时银纹即终止。
银纹的终止:有各种原因,例如银纹与剪切带的相互作用银纹尖端应力集中因子的下降及银纹的支化等。银纹的发展如能被及时终止,则不致破裂成裂纹。
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(a) 分子量的影响
分子量的大小对银纹的引发速率基本上无影响;
对银纹强度影响甚大,分子量高时银纹强度大,不