聚合物加工性质
（一）聚合物的聚集态及其加工性
聚合物聚集态的多样性导致其成型加工的多样性。聚合物聚集态转变取决于聚合物的分子结构、体系的组成以及所受应力和环境温度。当聚合物及其组成一定时，聚集态的转变主要与温度有关。温度变化时，塑料的受力行为发生变化，呈现出不同的物理状态和力学性能特点。如图2－3所示，为线型无定型聚合物和完全线型结晶型聚合物受恒定压力时变形程度与温度关系的曲线，也称热力学曲线。
T b称为聚合物的脆化温度，是聚合物保持高分子力学特性的最低温度。
T g称为玻璃化温度，是聚合物从玻璃态转变为高弹态（或相反）的临界温度。
T f称为粘流温度，是无定型聚合物从高弹态转变为粘流态（或相反）的临界温度。
T m称为熔点，是结晶型聚合物由晶态转变为熔融态（或相反）的临界温度。
T d称为热分解温度，是聚合物在加热到一定温度时高分子主链发生断裂开始分解的临界温度。
1．线型无定型聚合物
从图中看出，线型无定型聚合物在受热时常存在的三种物理状态为:：玻璃态（结晶聚合物亦称结晶态）、高弹态和粘流态。
（1）玻璃态
聚合物处于温度T g以下的状态，曲线基本是水平的，变形程度小，并且是可逆的，弹性模量较高，聚合物呈现刚性固体状，聚合物受力变形符合虎克定律，应力和应变成正比。
处于玻璃态的聚合物可作为结构材料，能进行车、铣、锯、削、刨等机械加工。一般多数聚合物的温度都高于室温，只有极少数聚合物温度低于室温，如高密度聚乙烯玻璃化温度为-800C，玻璃态是大多数聚合物的使用状态。T g是多数聚合物使用温度的上限。T b是聚合物使用的下限温度。当温度低于T b时，聚合物在很小的外力作用下就会发生断裂，无使用价值。从聚合物的使用角度来看，T b和T g之间的范围显然越宽越好。
常温下，玻璃态的典型材料是有机玻璃。
（2）高弹态
当聚合物受热温度超过T g时（T g至T f间），曲线开始急剧变化，聚合物进入柔软而富有弹性的高弹状。变形能力显著增大，弹性模量显著降低，但变形仍然具有可逆性。
在高弹态状态下，可进行弯曲、吹塑、真空成型、引伸、冲压等成型，成型后会产生较大的内应力。进行上述成型加工时，应考虑到高弹态具有的可逆性，由于高弹态形变比普弹形变大一万倍左右，且属于与时间有依赖性的可逆形变，，因此，必须将成型后的塑料制件迅速冷却到T g以下，以保证得到符合产品质量要求的塑件。
常温下，高弹态的典型材料是橡胶。
（3）粘流态
当聚合物受热温度超过T f时，分子热运动能量进一步增大，至能解开分子链间的缠结而发生整个大分子的滑移，变形迅速发展，聚合物开始有明显的流动，聚合物开始进入粘流态变成液体，具有了流动性，通常称之为熔体。在这种状态下聚合物的变形不具有可逆性，一经成型和冷却后，其形状就能永久保持下来。
T f是塑料成型加工的最低温度，在这种粘流状态下，聚合物熔体形变在不太大的外力作用下就能引起宏观流动，可进行注射、挤出、压注、纺丝等成型加工，成型后应力较小。
增高温度将使塑料的粘度大大降低，流动性增大，有利于塑料熔体充型，但不适当的增大流动容易导致诸如注射成型过程中的溢料、挤出成型塑件形状的扭曲、收缩和纺丝过程中纤维的毛细断裂等现象。当温度高到分解温度T d附近还会引起聚合物分解，以致降低塑件的物理力学性能或引起外观不良等缺陷。因此，T f和T d可用来衡量聚合物的成型性能，温度区间大时，聚合物熔体的热稳定性好，可在较宽的温度范围内受形和流动，不易发生热分解。T f和T d都是聚合物材料进行成型加工的的重要参考温度。
常温下，粘流态的典型材料是熔融树脂（如胶粘剂）。
2．完全线型结晶型聚合物
和线型无定型聚合物的热力学曲线相比较，完全线型结晶型聚合物的热力学曲线通常无明显的高弹态，说明完全结晶的聚合物不存在高弹态，在高弹态温度下也不会有明显的弹性变形，但结晶型聚合物一般不可能完全结晶，都含有非结晶的部分，所以它们在高弹态温度阶段仍能产生一定程度的变形，只不过比较小而已。因此，对线型结晶型聚合物，可在玻璃化温度至熔点的温度区间内进行薄膜吹塑和纤维拉伸。
完全线型结晶型聚合物和T f 对应的温度为熔点T m ，是线型结晶型聚合物熔融或凝固的临界温度，由于其熔点很高，甚至高于其分解温度，所以不能采用一般的成型加工方法，如四氟乙烯塑件就是采用高温烧结法制成的。线型结晶型聚合物可在脆化温度和熔点之间应用，使用温度范围较宽，耐热性能好。
（二）聚合物的可挤压性
聚合物的可挤压性是指聚合物通过挤压作用形变时获得一定形状并保持这种形状的能力。塑料在加工过程中常受到挤压作用，例如塑料在挤出机和注射机料筒中以及在模具中都受到挤压作用。
通常条件下塑料在固体状态不能采用挤压成型，衡量聚合物可挤压性的物理量是熔体的粘度（剪切粘度和拉伸粘度）。熔体粘度过高，则物料通过形变而获得形状的能力差；反之，熔体粘度过低，虽然物料具有良好的流动性，易获得一定形状，但保持形状的能力较差。因此，适宜的熔体粘度，是衡量聚合物可挤压性的重要标志。
聚合物的可挤压性不仅与其分子组成、结构和相对分子质量有关，而且与温度、压力等成型条件有关。衡量聚合物可挤压性的物理量是聚合物熔体的粘度。通常简便实用的测量方法是测定聚合物的熔体流动速率。虽然不能说明成型过程中实际聚合物的流动情况。但由于方法简便易行，对成型塑料的选用和适用性具有参考价值。 （三）聚合物的可模塑性
注射、挤出、模压等成型方法对聚合物的可模塑性要求是：能充满模具型腔获得制品所需尺寸精度，有一定的密实度，满足制品合格的使用性能等。聚合物的可模塑性是指在一定的温度和压力作用下聚合物在模具中模塑成型的能力。具有可模塑性的聚合物可通过注射、压缩、压注和挤出等成型方法制得各种形状的模塑制品。
可模塑性主要取决于塑料的流变性、热性能、物理力学性能、工艺因素以及模具的结构尺寸。热固性聚合物的可模塑性还与聚合物的化学反应性能有关，模塑条件对塑料可模塑性的影响，如图2－4所示的模塑压力－温度曲线。
温度 /℃
压力 /M P a
图2－4模塑压力－温度曲线
A －成型区域 1－表面不良线 2－溢料线 3－塑料分解线 4－缺料线
从图中可见成型温度过高，虽然有利于成型，但会引起塑料分解，塑件的收缩率也会增
大；成型温度过低则熔体粘度大，流动性差，成型困难；适当地增大压力，能改善熔体的流动性，但过高的压力会引起成型溢料，增加塑件的内应力；压力过低又会造成充模不足，因此，图中1、2、3、4四条线组成的区域A才是模塑的最佳区域。要成型得到满意的塑件，使塑料具有较好的可模塑性，就要充分考虑温度和压力两者的关系，把温度和压力控制在可模塑的区域A内。
（四）聚合物的可延性
可延性是非晶形或半结晶聚合物在受到压延或拉伸时变形的能力。聚合物的可延性取决于材料产生塑性变形的能力和加工硬化作用。利用聚合物的可延性，可通过压延和拉伸工艺生产产片材、薄膜和纤维。形变能力与固态聚合物的结构及其所处的环境温度有关，而加工硬化作用则与聚合物的取向程度有关。
四、聚合物的加热与冷却
在成型过程中，聚合物需要加热由玻璃态受热转变为粘流态，成型后又需要冷却由粘流态转变为玻璃态，因此，聚合物的加热和冷却对塑件成型有着重要作用。
聚合物的加热和冷却过程主要传热方式是热扩散，热扩散系数是成型物料的一个内在性能指标，热扩散系数决定了聚合物加热和冷却的难易程度，其表达式为：
α＝A／c pρ（2—1）
式中A——导热系数（cal/cm2s℃）；
c p—定压热容（cal/g℃）；
ρ—为密度（g/cm3）；
α一热扩散系数（104 cm/s）。
表2－1列出了某些材料的热性能（常温）
表2－1 某些材料的热性能（常温）
从表2－1中可见，各种聚合物的热扩散系数相差不是很大，但与铜和钢相比，相差十分悬殊。聚合物热扩散的传热速率很小，其粘流态聚合物由于粘度很高，对流传热速率也很小，因此，聚合物的传热不佳，不能在较短的时间内使聚合物均匀受热与冷却，在成型时，对聚合物加热时为防止造成局部过热，引起降解或分解，不能将温差提得过高；在冷却时为防止其内部产生内应力也不能使冷却介质与熔体之间温差太大、。
由于许多聚合物熔体的粘度都很大，因此，在成型过程中发生流动时，会因内摩擦而产生显著的热量。可用于聚合物的升温，用摩擦热使聚合物熔体烧焦的可能性不大。
聚合物固体在受热转变为熔体时具有相态的转变，相变时也需要吸收或放出热量，结晶形聚合物的这种相变需吸收更多的热量。例如将含有部分结晶的聚合物（如聚乙烯）转变为熔体时就比转变非晶形聚合物（如聚苯乙烯）时要消耗更多的热量，反之，在冷却时要排出更多的热量。因此，对结晶形聚合物成型时应选择塑化能力强的设备，而在冷却结晶时，模具应加强冷却。
常用高分子聚合物名称缩写 塑料原料名称中英文对照表(无忧塑料网https://www.doczj.com/doc/c02082472.html,版权所有) 塑料类别俗称中文学名英文学名英文简称主要用途 热 塑 性 塑 料 聚苯乙烯类硬胶通用聚苯乙烯General Purpose Polystyrene PS灯罩、仪器壳罩、玩具等 不脆胶高冲击聚苯乙烯High Impact Polystyrene HIPS日用品、电器零件、玩具等 改性聚苯乙烯类ABS料丙烯腈-丁二烯-苯乙烯Acrylonitrile Butadiene Styrene ABS电器用品外壳,日用品,高级玩具,运动用品 AS料(SAN料)丙烯腈-苯乙烯Acrylonitrile Styrene AS(SAN)日用透明器皿,透明家庭电器用品等 BS(BDS)K料丁二烯-苯乙烯Butadiene Styrene BS(BDS)特种包装,食品容器,笔杆等 ASA料丙烯酸-苯乙烯-丙烯睛Acrylonitrile Styrene acrylate copolymer ASA适于制作一般建筑领域、户外家具、汽车外侧视镜壳体 聚丙烯类PP(百折胶)聚丙烯Polypropylene PP包装袋,拉丝,包装物,日用品,玩具等 PPC氯化聚丙烯Chlorinated Polypropylene PPC日用品，电器等 聚乙烯类LDPE(花料,筒料)低密度聚乙烯Low Density Polyethylene LDPE包装胶袋,胶花,胶瓶电线,包装物等 HDPE(孖力士)高密度聚乙烯High Density Polyethylene HDPE包装,建材,水桶,玩具等 改性聚乙烯类EVA(橡皮胶)乙烯-醋酸乙烯脂Ethylene-Vinyl Acetate EVA鞋底,薄膜,板片,通管,日用品等 CPE氯化聚乙烯Chlorinated Polyethylene CPE建材,管材,电缆绝缘层,重包装材料 聚酰胺尼龙单6聚酰胺-6Polyamide-6PA-6轴承,齿轮,油管,容器,日用品 尼龙孖6聚酰胺-66Polyamide-66PA-66机械,汽车,化工,电器装置等 尼龙9聚酰胺-9Polyamide-9PA-9机械零件,泵,电缆护套 尼龙1010聚酰胺-1010Polyamide-1010PA-1010绳缆,管材,齿轮,机械零件 丙烯酸脂类亚加力聚甲基丙烯酸甲脂Polymethyl Methacrylate PMMA透明装饰材料,灯罩,挡风玻璃,仪器表壳 丙烯酸脂共聚物改性有机玻璃372#,373#甲基丙烯酸甲脂-苯乙烯Polymethyl Methacrylate-Styrene MMS高抗冲要求的透明制品 甲基丙烯酸甲脂-乙二烯Methyl Methacrylate-Butadiene MMB机器架壳,框及日用品等
高分子聚合物改性概述 1概述 高分子聚合物作为20世纪发展起来的新材料，因其综合性能优越、成形工艺相对简便以及应用领域极其广泛，因而获得了较为快速的发展。 然而.高分子材料又有诸多需要克服的缺点。以塑料为例，有许多塑科品种性脆而不耐冲击，有些耐热性差而不能在高温下使用。还有一些新开发的耐高温聚合物又因为加工流动性差而难以成形。再以橡胶为例，提高强度、改善耐老化性能、改善耐油性等都是人们关注的问题，诸如此类的同题都要求对聚合物进行改性。用以强化或展现聚合物某些或某一特定性能为目标的工艺方法.通称为聚合物改性(poly-mermodification)。可以说，聚合物科学与工程这门学科就是在不断对聚合钧进行改性中发展起来的。聚合物改性使聚合物材料的性能大幅度提高，或者被赋予新的功能，进一步拓克了高分子聚合物的应用领域.大大提高了聚合物的工业应用价值。 聚合物的改性方法多种多样，总体上可划分为共混改性、填充改性及纤维增强复合改性、化学改性、表面改性及其他方法改性。 聚合物改性的目标如下。
1)功能性使某一聚合物具有特定的功能性，而成为功能高分子材料，如磁性高分子、导电高分子、含能高分子、医用高分子、高分子分离膜等。 2)高性能使聚合物的力学性能.如拉伸强度、弹性模量、抗蠕变、硬度和韧性等，获得全面或大部分提高。 3)耐久性使聚合物的某些性能，如耐热性、耐寒性、耐油性、耐药溶剂性、耐应力开裂性、耐气候性等，得到持久的提高或改善。而成为特种高分子材料。 4)加工性许多高性能聚合物，因其熔融温度高，熔体流动性差，难以成形加工，采用改性技术，可成功地解决这一难题。 5)经济性在不影响使用性能的前题下，采用较低廉的有机材料或无机材料，与聚合物共混或填充改性，可降低材料成本，增强产品竞争能力;另外采用共混或填充改性手段，还可提高某些一般聚合物的工程特性.如采用聚烯烃与PA、ABS、PC等共混，或玻璃纤维填充PA、PP、PC等就是典型的范例。 2共混改性 聚合物的共混改性的产生与发展，与冶金工业的发展颇有相似之处。尽管已经合成的裹台物达到了数千种之多，但能够有工业应用价值的只有几百种，而能够大规模工业生产的以及广泛应用的只有
《聚合物加工原理》复习题 1．聚合物的聚集态结构有哪些特点？ （1）非晶态聚合物在冷却过程中分子链堆砌松散，密度低； （2）结晶态聚合物一般晶区、非晶区共存，存在“结晶度”概念； （3）聚合物结晶完善程度强烈依赖于成型工艺冷却条件； （4）结晶聚合物晶态多样，有伸直链晶体、串晶、柱晶、纤维晶等； （5）取向态结构是热力学不稳定结构，高温下易解取向。 2．聚合物的结晶过程。 ①结晶温度范围：Tg-Tm之间 ②结晶过程：晶核生成和晶体生长。 3．成型加工条件对结晶过程经过的影响。 （1）模具温度： 模具温度影响制品的结晶度、结晶速率、晶粒尺寸、数量级分布。 等温冷却：过冷度△T（Tm-TM）很小，晶核少，晶粒粗，力学性能降低。同时生产周期长。快速冷却：过冷度△T大，对于后制品，内外冷却速度不一致，结晶过程不一致，易产生不稳定结晶结构，使制品在储存、使用过程中发生后结晶，造成制品形状及尺寸不稳定。 中速冷却：过冷度△T大适宜，有利于制品内部在Tg温度以上结晶，使结晶生长、完善和平衡。导致制品的尺寸稳定性。 （2）塑化温度及时间 塑化温度低且时间短，熔体中可能存在残存较多晶核，在再次冷却时会产生异相成核，导致结晶速度快，晶粒尺寸小且均匀，制品的内应力小，耐热性提高。反之则相反。 （3）应力作用 结晶性聚合物在成型加工过程中都要受到应力的作用。不同的成型方法和工艺条件，聚合物受到的应力类型及大小不一样，导致聚合物的晶体结构和形态发生变化。如剪切应力是聚合物易得到伸直链晶体、片晶、串晶或柱晶；应力（拉伸应力和剪切应力）存在会增大聚合物熔体的结晶速率，降低最大结晶速度温度Tmax；剪切或拉伸应力增加，聚合物结晶度增加。（4）材料其它组分对结晶的影响 一定量和粒度小的的固态填充剂能成为聚合物的成核剂，加速聚合物结晶进程。如炭黑、二氧化硅、氧化钛、滑石粉、稀土氧化物等。如氧化镧对PA6明显提高PA6的结晶度和结晶速率。
《聚合物加工工程》复习知识点一，名词解释 1、分散性、均匀性、分散相、连续相 分散性：指分散相的破碎程度，用分散相的平均尺寸及其分布表示。尺寸越小，分布越窄，则分散度越高。均匀性：是指被分散物在共混体中的浓度分布均一性，反应在共混物不同部位取样，分散物含量的差异程度。主要取决于混炼效率和混炼时间。分散相：共混物中，间断地分散在连续相中（岛相）。连续相：共混物中，连续而不间断的相称为连续相（海相）。 2、混炼胶:将各种配合剂混入并均匀分散在橡胶中的过程，其产物 叫混炼胶。 塑化料：将各种添加剂混入并均匀分散在塑料熔体中的过程，其产物叫塑化料。 3、橡胶的塑炼：使弹性材料由弹性状态转变为可塑性状态的工艺过 程。 4、塑料的塑化：是借助加热和剪切作用使无聊熔化、剪切变形、进 一步混合，使树脂及各种配合剂组分分散均匀。 5、压延成型p315：压延成型是生产高聚物薄膜和片材的主要方法， 它是将接近粘流温度的物料通过几个相向旋转着的平行辊筒的间隙，使其受到挤压和延展作用，得到表面光洁的薄片状连续制品。 6、螺杆的长径比p115：螺杆长径比L/D ：指工作部分有效长度与直 径之比。 L/D大，温度分布好。混合均匀，减少逆流和漏流，生产能力提高。 7、几何压缩比p116：指加料段第一螺槽的容积与均化段最后一个螺 槽容积之比。一般为2~5，压缩比愈大，挤压作用愈大，排气能力愈强。 8、挤出工作点p104：螺杆特性线AB与口模特性线OK1的交点C，称 为挤出机的工作点。 9、*塑化能力p233：是指注射机塑化装置在1h内所能塑化物料的质 量（以标准塑料聚苯乙烯为准），它是衡量注射机性能优劣的重要 参数。 10、*注射量p231：注射量—注射机的最大注射量或称公称注射量， 指注射机在对空注射（无模具）条件下，注射螺杆或柱塞作一次 最大注射行程时，注射系统所能达到的最大注射量。 11、注射过程p240：塑化良好的聚合物熔体，在柱塞或螺杆的压力作 用下，由料筒经过喷嘴和模具的浇注系统进入并充满模腔这一复 杂而又重要的过程称为注射过程。 12、保压过程p256：模腔充满之后，柱塞或移动螺杆仍保持施压状态， 使喷嘴的熔体不断充实模腔，以确保不缺料。这一阶段称为保压 阶段。 13、背压p273：螺杆顶部熔体在螺杆后退时受到的压力，又称塑化压 力，通常小于2MPa。 14、注射压力p273：在注射过程中螺杆对塑料熔体所施加的压力。 15、退火、调湿： 16、热定型：目的是消除纤维的内应力，提高纤维的尺寸稳定性，并 且进一步改善其物理学性能。 17、*硫化——线型聚合物在化学或物理作用下，通过化学键的连接， 成为空间网状结构的化学变化过程称为硫化（交联）。 18、*压延效应p339：物料在压延过程中，在通过压延辊筒间隙时受 剪切力作用，大分子作定向排列，以致制品物理力学性能会出现 纵、横方向差异的现象，即沿片材纵向(沿着压延方向)的拉伸强 度大、伸长率小、收缩率大；而沿片材横向(垂直于压延方向)的 拉伸强度小、伸长率大、收缩率小。这种纵横方向性能差异的现
EPS 性质分析报告 【概述】胞外聚合物( EPS) 是指附着在细菌表面或围绕在细菌周围,用于自我保护和相互粘附,并在饥饿环境下为细菌提供碳源和能量的有机物质,主要来源于细菌的分泌、细菌表面物质的脱落、细菌溶解以及 对周围环境物质的吸附。 PS（多糖）和PN （蛋白质）是EPS 的主要组成成分,两者占EPS 质量的70 %～80 %; 以多种纯净物为基质时, PS 是主要成分,而污水处理厂的活性污泥中PN 是主要组成物质,在EPS 中SEPS 和BEPS 的质量分数在0. 6 %～44. 0 %。 EPS可分为紧密粘附EPS ( Tightly bound EPS,TB)和松散附着EPS (Loosely bound EPS, LB ) 。TB位于内层,与细胞表面结合较紧,稳定地附着于细胞壁外,具有一定外形; LB位于TB外层,具有比较松散的结构,是可向周围环境扩展、无明显边缘的粘液层。
EPS 有着独特的空间结构和复杂的组成成分,其中BEPS （固着）和SEPS（溶解性）主要起到物质和能量交换、保护和维持作用以及改变混合液粘度等功能,而各种组成成分则能改变污泥的吸附絮凝性、正负电性以及亲疏水性等理化特性。 镧固定处理黄色粘球菌后用透射电镜观察发现, EPS围绕在细菌周围并呈高电子密度的纤维网格状结构。用电镜对非磷酸合成异养菌进行的观察证实生物膜中的EPS是各种微生物产生的空间结构多样化的基质,并且相互间有明显的分隔界限。顾笑梅等证实En terococcus du rans产胞外多糖EPS - I具五糖重复单元结构。 【对生物膜形成的影响】生物膜是由细胞生物量和EPS 组成的一种混合微生物群体, 其中EPS 是生物膜的主要成分,又是生物膜上微生物群体产生空间结构多样化的基质, 因EPS 而相互间存在明显的分隔界限。不同环境条件下形成的生物膜的化学组成不同,所以EPS 的化学组成也存在一些差异。溶解态有机物生物膜EPS 中PS 的含量要高于胶体态有机物生物膜, PN含量的变化与胶体态有机物的水解过程相一致。研究表明,EPS 的存在有利于细菌粘附聚集到载体表面形成生物膜,尤其是对细菌粘附到载体表面的初粘阶段;若EPS 含量较少,细菌粘附到载体表面就 会受到静电作用力的抑制,若EPS 含量较多则会加强细菌的粘附和促进细菌间粘附,可见EPS 是生物膜形成所必须的。 【防止EPS的措施】一些研究者发现,粉末活性炭( PAC) 可以减少
高分子聚合物的表征方法及常用设备 高分子聚合物的结构形貌分为微观结构形貌和宏观结构形貌。微观结构形貌指的是高分子聚合物在微观尺度上的聚集状态，如晶态，液晶态或无序态（液态），以及晶体尺寸、纳米尺度相分散的均匀程度等。高分子聚合物的的微观结构状态决定了其宏观上的力学、物理性质，并进而限定了其应用场合和范围。宏观结构形貌是指在宏观或亚微观尺度上高分子聚合物表面、断面的形态，以及所含微孔（缺陷）的分布状况。观察固体聚合物表面、断面及内部的微相分离结构，微孔及缺欠的分布，晶体尺寸、性状及分布，以及纳米尺度相分散的均匀程度等形貌特点，将为我们改进聚合物的加工制备条件，共混组份的选择，材料性能的优化提供数据。 高分子聚合物结构形貌的表征方法及设备包括： 1.偏光显微镜（PLM） 利用高分子液晶材料的光学性质特点，可以用偏光显微镜观测不同高分子液晶，由液晶的织构图象定性判断高分子液晶的类型。 2.金相显微镜 金相显微镜可以观测高分子聚合物表面的亚微观结构，确定高分子聚合物内和微小缺陷。体视光学显微镜通常被用于观测高分子聚合物体表面、断面的结构特征，为优化生产过程，进行损伤失效分析提供重要的信息。 3、体视显微镜 使用体视显微镜时需要注意在取样时不得将进一步的损伤引入受观测的样品。使用金相显微镜时，受测样品需要首先在模具中固定，然后用树脂浇铸成圆柱形试样。圆柱的地面为受测面。受测面在打磨、抛光成镜面后放置于金相显微镜上。高分子聚合物亚微观结构形貌的清晰度取决于受测面抛光的质量。 4.X射线衍射 利用X射线的广角或小角度衍射可以获取高分子聚合物的晶态和液晶态组织结构信息。有关内容参见高分子聚合物的晶态和高分子聚合物液晶态栏目。 5.扫描电镜（SEM） 扫描电镜用电子束扫描聚合物表面或断面，在阴极射线管上（CRT）产生被测物表面的影像。对导电性样品，可用导电胶将其粘在铜或铝的样品座上，直接观察测量的表面；对绝缘性样品需要事先对其表面喷镀导电层（金、银或炭）。 用SEM可以观察聚合物表面形态；聚合物多相体系填充体系表面的相分离尺寸及相分离图案形状；聚合物断面的断裂特征；纳米材料断面中纳米尺度分散相的尺寸及均匀程度等有关信息。 6.透射电镜（TEM） 透射电镜可以用来表征聚合物内部结构的形貌。将待测聚合物样品分别用悬浮液法，喷物法，超声波分散法等均匀分散到样品支撑膜表面制膜；或用超薄切片机将高分子聚合物的固态样样品切成50nm薄的试样。把制备好的试样置于透射电子显微镜的样品托架上，用TEM可观察样品的结构。利用TEM可以观测高分子聚合物的晶体结构，形状，
第四节聚合物的流变性能 一概述 注塑中把聚合物材料加热到熔融状态下进行加工。这时可把熔体看成连续介质，在机器某些部位上，如螺杆，料筒，喷嘴及模腔流道中形成流场。在流场中熔体受到应力，时间，温度的联合作用发生形变或流动。这样聚合物熔体的流动就和机器某些几何参数和工艺参数发生密切的联系。 处于层流状态下的聚合物熔体，依本身的分子结构和加工条件可分近似牛顿型和非牛顿型流体它们的流变特性暂不予祥细介绍。 1 关于流变性能 （1）剪切速率，剪切应力对粘度的影响 通常，剪切应力随剪切速率提高而增加，而粘度却随剪切速率或剪切应力的增加而下降。 剪切粘度对剪切速率的依赖性越强，粘度随剪切速率的提高而讯速降低，这种聚合物称作剪性聚合物，这种剪切变稀的现象是聚合物固有的特征，但不同聚合物剪切变稀程度是不同的，了解这一点对注塑有重要意义。 （2）离模膨胀效应 当聚合物熔体离开流道口时，熔体流的直径，大于流道出口的直径，这种现象称为离模膨胀效应。 普遍认为这是由聚合物的粘弹效应所引起的膨胀效应，粘弹效应要影响膨胀比的大小，温度，剪切速率和流道几何形状等都能影响熔体的膨胀效应。所以膨胀效应是熔体流动过程中的弹性反映，这种行为与大分子沿流动方向的剪切应力作用和垂直于流动方向的法向应力作用有关。 在纯剪切流动中法向效应是较小的。粘弹性熔体的法向效应越大则离模膨胀效应越明显。流道的影响；假如流道长度很短，离模效应将受到入口效应的影响。这是因为进入浇口段的熔体要收剑流动，流动正处在速度重新分布的不稳定时期，如果浇口段很短，熔体料流会很快地出口，剪切应力的作用会突然消失，速度梯度也要消除，大分子发生蜷曲，产生弹性恢复，这会使离模膨胀效应加剧。如果流道足够长，则弹性应变能有足够的时间进行弹性松驰。这时影响离模膨胀效应的主要原因是稳定流动时的剪切弹性和法向效应的作用。 （3）剪切速率对不稳定流动的影响 剪切速率有三个流变区：低剪切速率区，在低剪切速率下被破坏的高分子链缠结能来得及恢复，所以表现出粘度不变的牛顿特性。中剪切区，随着剪切速率的提高，高分子链段缠结被顺开且来不及重新恢复。这样就助止了链段之间相对运动和内磨擦的减小。可使熔体粘度降低二至三个数量级，产生了剪切稀化作用。在高剪切区，当剪切速率很高粘度可降至最小，并且难以维持恒定，大分子链段缠结在高剪切下已全部被拉直，表现出牛顿流体的性质。如果剪切速率再提高，出现不稳定流动，这种不稳定流动形成弹性湍流熔体出现波纹，破裂现象是熔体不稳定的重要标志。 当剪切速率达到弹性湍流时，熔体不仅不会继续变稀，反而会变稠。这是因为熔体发生破裂。 （4）温度对粘度的影响
PA 聚酰胺(尼龙) PA-1010 聚癸二酸癸二胺(尼龙1010) PA-11 聚十一酰胺(尼龙11) PA-12 聚十二酰胺(尼龙12) PA-6 聚己内酰胺(尼龙6) PA-610 聚癸二酰乙二胺(尼龙610) PA-612 聚十二烷二酰乙二胺(尼龙612) PA-66 聚己二酸己二胺(尼龙66) PA-8 聚辛酰胺(尼龙8) PA-9 聚9-氨基壬酸(尼龙9) PAA 聚丙烯酸 PAAS 水质稳定剂 PABM 聚氨基双马来酰亚胺 PAC 聚氯化铝 PAEK 聚芳基醚酮 PAI 聚酰胺-酰亚胺 PAM 聚丙烯酰胺 PAMBA 抗血纤溶芳酸 PAMS 聚α－甲基苯乙烯 PAN 聚丙烯腈 PAP 对氨基苯酚 PAPA 聚壬二酐
PAPI 多亚甲基多苯基异氰酸酯 PAR 聚芳酰胺 PAR 聚芳酯(双酚A型) PAS 聚芳砜(聚芳基硫醚) PB 聚丁二烯-［1，3］ PBAN 聚(丁二烯-丙烯腈) PBI 聚苯并咪唑 PBMA 聚甲基丙烯酸正丁酯 PBN 聚萘二酸丁醇酯 PBR 丙烯-丁二烯橡胶 PBS 聚(丁二烯-苯乙烯) PBS 聚(丁二烯-苯乙烯) PBT 聚对苯二甲酸丁二酯 PC 聚碳酸酯 PC/ABS 聚碳酸酯/ABS树脂共混合金 PC/PBT 聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二醇酯弹性体共混合金PCD 聚羰二酰亚胺 PCDT 聚(1，4-环己烯二亚甲基对苯二甲酸酯) PCE 四氯乙烯 PCMX 对氯间二甲酚 PCT 聚对苯二甲酸环己烷对二甲醇酯 PCT 聚己内酰胺
PCTEE 聚三氟氯乙烯 PD 二羟基聚醚 PDAIP 聚间苯二甲酸二烯丙酯PDAP 聚对苯二甲酸二烯丙酯PDMS 聚二甲基硅氧烷 PE 聚乙烯 PEA 聚丙烯酸酯 PEAM 苯乙烯型聚乙烯均相离子交换膜PEC 氯化聚乙烯 PECM 苯乙烯型聚乙烯均相阳离子交换膜PEE 聚醚酯纤维 PEEK 聚醚醚酮 PEG 聚乙二醇 PEHA 五乙撑六胺 PEN 聚萘二酸乙二醇酯 PEO 聚环氧乙烷 PEOK 聚氧化乙烯 PEP 对-乙基苯酚聚全氟乙丙烯薄膜PES 聚苯醚砜 PET 聚对苯二甲酸乙二酯 PETE 涤纶长丝 PETP 聚对苯二甲酸乙二醇酯
7.1 聚合物的溶液性质 高分子溶液在高分子工业和科学研究中占有很重要的地位。一般将浓度低于5％的称为稀溶液。如用于测定分子量及其分布的溶液、高分子絮凝剂、高分子减阻剂等都是稀溶液；而纺丝用的溶液（>15％）、涂料与胶粘剂（>60%）等都是浓溶液。对于稀溶液，人们的研究已经比较深入，已能定量或半定量地描述其性质；但对浓溶液，限于它的复杂性，人们的研究着重于应用方面，至今还没有很成熟的理论。 7.1.1分子间相互作用和溶度参数 聚合物溶解在溶剂中形成溶液的过程，实质上是溶剂分子进入聚合物，拆散聚合物分子间作用力（称为溶剂化）并将其拉入溶剂中的过程。聚合物分子间、溶剂分子间以及聚合物与溶剂分子间这三种分子间作用力的相对大小是影响溶解过程的关键的内在因素。所以首先要讨论这些分子间作用力。分子间作用力包括取向力、诱导力、色散力和氢键力，前三者又称为范德华力。取向力是极性分子的永久偶极之间的引力，诱导力是极性分子的永久偶极与它在其他分子上引起的诱导偶极之间的相互作用力，色散力是分子瞬间偶极之间的相互作用力。氢键力是极性很强的原子上的氢原子（带正电性），与另一电负性很大的原子上的孤对电子相互吸引而形成的一种键，例如： 范德华力对一切分子都存在，没有方向性和饱和性，作用力约比化学键小1～2个数量级。氢键力则具有方向性和饱和性，键能虽也比化学键小，但比范德华力大，因而氢键力的存在对于高分子的性质起很大的作用。以尼龙为例，当氨基酸单元为奇数碳时，每个酰胺基都能形成氢键；当氨基酸单元为偶数时，只有一半酰胺基可以形成氢键。因而奇数尼龙的熔点高于偶数尼龙，呈现所谓“奇偶规律”（图7-1）。 分子间作用力的强弱可以用内聚能的大小来衡量。内聚能定义为消除1mol物质全部分子间作用力时内能的增加。对于小分子，它相当于汽化热（或升华热），然而高分子不能汽化，只能用间接的方法测定。单位体积内的内聚能称为内聚能密度CED，它可用于比较不同种高分子内分子间作用力的大小。从表7-1可见，一般来说橡胶的分子间作用力较弱，因为
高分子材料成型原理课程教学大纲 课程名称：高分子材料成型原理课程编码：02100090英文名称：Molding Theory for Polymer material 学时：56学时学分：3.5学分 开课学期：第七学期 适用专业：高分子材料工程 课程类别：必修 课程性质：专业课 先修课程：高分子物理 教材：《高分子材料成型加工原理》王贵恒主编化学工业出版社 一、课程的性质及任务 聚合物成型加工原理是高分子材料专业的一门专业课程，其主要任务是通过基础课、专业基础课、教育和社会实践等一系列教育环节，使学生了解高分子材料成型加工的基本原理、生产制造方法和工艺过程，为学生毕业后从事聚合物材料加工领域的教学、研究和技术创新等打下扎实的基础。 二、课程内容及学习方法 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械， 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系; 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点， 5、聚合物加工过程中的结构变化 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定
7、挤出成型 普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义 8、注射成型 移动螺杆式注塑机的基本结构和工作原理,掌握成型时熔体进入型腔内部流 动情况，及在此期间制品的内在质量与成型工艺的关系 9、其它成型加工方法 其他成型加工方法, 如：吹塑、旋转模塑、热成型、热固模塑{压缩和传递模塑}发泡塑料加工、冷成型、共混和增强等 三、课程的教学要求 1、绪论 聚合物的加工方法及加工机械，了解本课程的基本任务。 2、聚合物加工性质 聚合物材料的加工性能、可挤出性、可模塑性、可纺性,在加工过程中的粘弹性行为以及与加工条件的关系;聚合物加工过程中聚集态结构和化学结构的变化以及 与加工条件的关系 3、聚合物的流变性质 了解聚合物流动和变形的特征和基本分类，掌握粘度及其影响因素的关系。特别是成型加工工艺有关的参数，如温度、剪切以及与多相体系配制工艺有关的因素等。 4、聚合物流体在管和槽中的流动 掌握聚合物流体在圆管和狭缝通道中流动的特点，了解可测物理量之间的相互关系，并利用这些关系式进行有关的计算。 5、加工过程中的结构变化 着重掌握热塑性塑料加工过程的取向、结晶等结构变化及对制品的影响，从而了解改进制品的质量的方法。 6、成型物料的配制 掌握混合和分散的基本原理及混合效果的评定，了解常用的混合设备。 熟悉常用的几种配料工艺。 7、挤出成型 了解单螺杆挤出机的基本结构。 掌握普通型、三段式单螺杆挤出机基本原理：固体塞简化假设和固体输送原理；融化段的物理模型和影响因素；熔体输送段最简流动方程的意义。 结合上述理论，联系挤出实践，了解工艺和结构参数对挤出流量和质量的影响。 8、注射成型
一.填空题 2. 热固性塑料的注射过程包括___________、______________和______________三个大阶段。 3. 挤出机的_______________ 和____________是管材挤出的关键部件。 6. 聚合物粘度主要由两方面内部因素来决定，聚合物熔体内的自由体积和大分子长链之间的缠结。 7. _______________ 型压延机在用于生产薄而透明薄膜的压延成型过程中，显示出明显优于__________型压延机的功能。 8. 双辊式压延机通常用于________ 和压片，目前以三辊式和四辊式压延机用得最为普遍。一般 _______ 压延用三辊式压延机较多，而_______压延较多用四辊式压延机进行压延。 9. 化学纤维制造可以概括为四个工序： 。 10.橡胶制品成型前的准备工艺包括： 、 、 、__________等工艺过程，在这些工艺过程中， 和 ________ 是最主要的两个工序。 11.随着高分子化合物相对分子质量的增加，高分子材料的 黏度 增加， 加工流动性 下降， 成型_困难。 ○12．橡胶在开炼机中混炼时，配合剂是靠 堆积胶_夹带混入胶料中的。（机械作用、辊筒） 14．橡胶加工过程中的主要配合剂有 硫化剂、补强填充剂、软化剂、增塑剂、防老剂 等。 15．高分子材料制品生产中，聚合物与其它物料混合进行配料后才能进行成型加工。混合设备是完成混合操作工序必不可少的工具。混合设备品种很多，主要有： 间歇式、连续式、分布式、分散式、高强度、中强度和低强度混合设备_等。 ○19．冷拉伸是指_室温至Tg 附近，热拉伸取向在___Tg-Tf 或Tm_范围内进行。 31. 高聚物的结构包括高分子_链_结构（它包括_高分子链的近程结构_和_高分子链的远程结构_）及高分子的_聚集态_结构，它由_晶态结构、非晶态结构、取向态结构、液晶态结构_和织态结构。 32. _热塑_性高分子能在适当的溶剂中溶解，加热时也能熔融，它的几何形态有 线型 和_支链型_；热固_性高分子既不能在溶剂中溶解，受热也不熔化，它的几何形态是_体型_。 33.高聚物在力学性能上表现出来的最大特点是：在一定条件下呈_粘_弹性；具有突出的_高_弹性。 34.高聚物只有在_张应力_作用下才能产生银纹，且其方向总是与银纹面_垂直_。 ○35.高聚物熔体是一种高弹性流体，它在流动时存在三种基本变形即__能量耗散形变、可恢复弹性形变、破裂。 36.在研究聚合物液的流动规律时，为简化计算，有如下四点假设： 液体不可压缩、等温流动、管壁处无滑移、粘度不随时间变化。 50.制备性能良好的高分材料的三个关键因素：适宜的材料组成 、正确的成型加工方法和合理的成型机械及模具。 塑化 注射充模 固化 机头口模 定型装置 倒L 斜Z 原料的塑炼 橡胶 塑料 原料制备 纺丝流体的制备 化学纤维的纺丝成型 化学纤维的后加工 原材料处理 生胶的塑炼 配料 胶料的混炼 生料的塑炼 胶料的混炼
常用高分子材料汇总
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常用高分子材料总结 塑料：1、热固性塑料 2、热塑性塑料：①通用塑料（五大通用塑料） ②工程塑料（通用工程塑料特种工程塑料） 工程塑料具有更高的力学强度，能经受较宽的温度变化范围和较苛刻的环境条件，具有较高的尺寸稳定性， 五大通用工程塑料为：聚酰胺、聚碳酸酯、聚甲醛、热塑性聚酯、聚苯醚。 分 类 名称概述性能特点加工性能主要应用 酚醛树脂（PF）酚类和醛类缩聚而 成的合成树脂的总 称。最常用的是苯 酚和甲醛 力学强度高；性能稳定；坚硬耐磨； 耐热、阻燃、耐腐蚀；电绝缘性良好； 尺寸稳定性好；价格低廉；色深，难 于着色 本身很脆，成型时需排气，须加入纤 维或粉末状填料。有层压和模压 电绝缘材料（俗称电 木）、家具零件、日用品、 工艺品、耐酸用的石棉 酚醛塑料 3
热固性塑不饱和聚酯 （UP） 由二元酸(或酸酐) 与二元醇经缩聚而 制得的不饱和线型 热固性树脂 力学强度高，强度接近钢材，可用作 结构材料，可在常温常压下固化 在不饱和聚酯中加入苯乙烯等活性 单体作为交联剂（影响其性能），并 加入引发剂和促进剂，可以在低温或 室温下交联固化形成。 主要用途是玻璃纤维增 强制成玻璃钢，大型化 工设备及管道，飞机零 部件，汽车外壳小型船 艇，透明瓦楞板，卫生 盥洗器皿、 氨 基 塑 料 脲甲醛 树脂UF 氨基模塑料俗称电 玉粉，是由氨基树 脂为基质添加其他 填充剂、脱模剂、 固化剂、颜料等， 经过一定塑化工艺 制成 （UF）坚硬耐刮伤、有较好的耐电 弧性和一定的机械强度，有自熄性、 无臭、无味、耐热性、耐水性比酚醛 塑料稍差，外观美丽鲜艳，耐霉菌， 制造电器开关、插座、照明器具 （MF）的吸水性比脲醛树脂要低， 而且耐沸水煮，耐热性也优于脲醛塑 料一般可在150-200℃范围内使用， 并有抗果汁、洒类饮料的沾污，密胺 餐具而出名 （UMF）制品具有优良 的耐电弧性能和很高的 机械强度，以及良好的 电绝缘性和耐热性；耐 电弧防爆电器设备配 件，要求高强度的电器 开关和电动工具的绝缘三聚氰 胺甲醛 树脂MF 脲三聚 氰胺甲 4
何谓聚合物？ 聚合物依其来源分为天然聚合物和合成聚合物： 天然聚合物 合成聚合物 天然聚合物大部分存在于生物体中，而且是生命所必须的。这些天然聚合物有的是重要营养素，例如蛋白质、淀粉；有的是可应用于日常用品，例如天然橡胶、纤维素；有的在生物体 内能支配我们的遗传，例如核酸 合成聚合物通常为高分子量有机化 合物，其结构较天然聚合物简单，通常最多含两个不同单元。如耐纶、聚氯乙烯（PVC ）、新平橡胶等 聚合物均由许多小单元连接构成，有的成为很长的链状，也有由链状构成网状，比较如下：
常见塑料的性质和用途 塑料制品是目前在我们的日常生活中，最常使用的聚合高分子有机化合物，主要含有C、H、O三种元素。一般的塑料容器材质分为以下几类，分别是：
塑料由于不易在自然情况下分解，常被称为千年公害。有些被人随意丢弃在路边，造成景观的破坏；有些被人露天燃烧，造成空气的污染。塑料的回收工作是当务之急。 塑料种类很多，一般并不易分辨。因而在容器上标明号码，就是便用户做回收分类之用。如美国塑料工业协会（SPI）提倡一种顺时针三角形的号码标识（如图），在塑料回收的三角图形中有1至7的阿拉伯数字，显示塑料材质。不过目前国内只有1号中的保特瓶和6号中的保丽龙餐具在做回收。 保鲜膜 虽然保鲜膜的特性：（1）水蒸气不容易穿透保鲜膜，因此食物如果以保鲜膜包裹，比较不会因水分散失而干燥变硬。（2）高温时会熔化。（3）不溶于水但容易溶于丙酮等有机溶剂；而且只要轻轻一撕，就能为料理食物带来极大的便利，只是愈来愈多的研究发现，便利之下所带来的代价可能超乎你我的想象唷……。为了全家人的健康，千万不可用保鲜膜包着食物，进微波炉加热烹煮！因为有些塑料膜含有干扰内分泌的物质，会扰乱人体内的荷尔蒙，引起妇女乳癌、新生儿先天缺陷、男性精虫数减低，甚至精神疾病。 根据《纽约时报》的报导，美国的环保署已开始过滤几千种化学物质，试图把可能会造成内分泌失调的凶手找出来，再进一步深入研究。荷尔蒙随血液运送到人体各部，牵制人体新陈代谢、生长、生育等功能，过多时会扳动破坏已调整好的内分泌系统。最有名的人造荷尔蒙包括戴奥辛、DDT杀虫剂及多氯联苯。动物实验证明有害数据显示，有些聚氯乙烯塑料包装产品，含有
《高聚物成型加工原理》练习题 第一章 1．聚合物具有一些特有的加工性质是什么？分别说明之。 2．何为应力硬化、应力软化？ 3．熔融指数的定义。 4．螺旋流动试验的意义是什么？ 第二章 1．聚合物流变学的含义是什么？ 2．塑料在加工过程中所受外力的类型及由此产生的流动方式有哪三种？ 3．什么是非依时性非牛顿流体，包括哪些流体，各有什么特点? 4．何为层流？何为湍流？ 5．一维流动、二维流动、三维流动的特点。 6．影响聚合物流变行为的主要因素有哪些？分别讨论之。
第三章 1．塑料流体在圆形流道和狭缝形流道中流动时的流速分布如何。 2．什么是拖曳运动和收敛运动？举例说明。 3．什么是端末效应？产生端末效应的原因何在？ 4．影响出口膨胀效应的因素是什么？ 第四章 1．聚合物加工过程中可能出现的物理和化学变化有哪些？ 2．说明塑料薄膜的拉伸取向要在聚合物的玻璃化温度和熔点之间进行？影响聚合物取向的因素有哪些？ 3．加工过程中影响聚合物结晶的因素有哪些？ 4．简述聚合物的降解及其实质。简述加工过程中聚合物交联反应的机理及影响因素。 第五章成型用的物料及其配制 1.什么是增塑剂？简述其增塑机理。PVC常用的增塑剂有哪些 （至少三种）
2.什么是稳定剂？为什么要在物料中加入稳定剂？稳定剂包括 哪些类型？ 3.在配制物料的过程中添加填充剂目的是什么？列出至少三中 常用填充剂。 4.什么是混合，说明配制物料过程的混合机理。常用的混合设 备有哪些（至少三种）。 5.在配制粒料时为何要先进行塑炼，常用的塑炼设备有几种？ 第六章挤出成型 1.什么是挤出成型？常见制品有哪些？ 2.单螺杆挤出机由哪些部分组成？各部分有什么作用？ 3.什么是螺杆的压缩比？生产PVC时宜采用哪种螺槽深度（浅或 深），为什么？ 4.什么是螺杆的长径比？长径比大小对混炼过程有何影响？ 5.根据物料的变化特征，可以将螺杆分成哪三段，每段的作用 是什么？物料的状态如何？ 6.在成型过程中机头和口模的作用是什么？
1．高分子材料加工：把高分子原材料经过一定的工艺手段转变成某种高分子材料制品的过程。 2．功能高分子材料：与常规高分子材料相比具有明显不同的物理化学性质，并具有某些特殊功能的高分子材料。 3．智能高分子材料：能随着外部条件的变化，而进行相应动作的高分子。必须具备能感应外部刺激的感应器功能、能进行实际动作的动作器功能以及得到感应器的信号后而使动作器动作的过程器功能。 4．可挤压性：聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保持形状的能力。 5．可模塑性：聚合物在一定温度和外力作用下形变并在模具中模制成型的能力。 6．可纺性：聚合物流体在拉伸作用下形成连续细长丝条的能力。 7．可延性：无定形或部分结晶固体聚合物在一个或两个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。 8．复合材料：是将金属材料、高分子材料、无机非金属材料等具有不同结构和性能的材料，经特殊工艺复合成一体，而制得的综合性能更优异的新型材料。 9．耗散：力学的能量损耗，即机械能转化为热能的现象。在外力作用下，大分子链的各运动单元可能沿力的方向做从优取向的运动，就要克服内部摩擦，所以要消耗能量,这些能量转化为热能。 10．离子液体：是在室温及相邻温度范围内完全由离子组成的有机液体。离子液体具有极性强、不挥发、不易氧化、不易燃易爆、对无机和有机化合物有良好的溶解性和对绝大部分试剂稳定等优良特性，因此被称为绿色溶剂。 11．混合的定义：混合是一种趋向于混合物均匀性的操作，是一种在整个系统的全部体积内，各组分在其基本单元没有本质变化的情况下的细化和分布的过程。 12．均一性：均一性指混得是否均匀，即分散相浓度分布是否均匀。 13．分散度：指被分散物质的破碎程度如何。破碎程度大，粒径小，分散度就高。 14．非分散混合：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。 15．分散混合：将呈现出屈服点的物料混合在一起时,要将它们分散，应使结块和液滴破裂，这种混合称为分散混合。 16．流变性：当高聚物熔体和溶液（简称流体）在受外力作用时，既表现粘性流动，又表现出弹性形变，因此称为高聚物流体的流变性或流变行为。 17．拉伸流动:流体质点的运动速度仅沿着与流动方向一致的方向发生变化。 18．剪切流动：流体质点的运动速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。 19．威森堡效应：在聚合物溶液或熔体中聚合物沿快速旋转轴慢慢上爬并形成相当厚的包轴层的现象。 20．孔口胀大效应：是指熔体挤出模孔后，挤出物的截面积比模孔截面积大的现象。21．网络丝：是指丝条在网络喷嘴中，经喷射气流作用，单丝互相缠结而呈周期性网络点的长丝。 22．纤维：一种细长形状的物体：长径比至少为10︰1，截面积小于0.05mm2，宽度小于 0.25mm。具有一定的柔曲性、强度、模量、伸长和弹性等。 23．复合纤维：将两种或两种以上聚合物的熔体或浓溶液，分别输入同一个纺丝组件，在组件中的适当部位汇合，从同一喷丝孔中喷出而形成的纤维。 24．高性能纤维：具有高强度、高模量、耐高温、耐化学药品、耐气候等性能特别优异的一类新型纤维。 25．回弹性：纤维在外力作用下伸长和释放外力后恢复到原始状态的能力称为回弹性。26．干法纺丝：将聚合物溶于挥发性溶剂中，通过喷丝孔喷出细流，在热空气中形成纤维的纺丝方法。
聚合物的静电现象 任何两个固体，不论其化学组成是否相同，只要它们的物理状态不同，其内部结构中电荷载体能量的分布也就不同。这样两个固体接触时，在固-固表面就会发生电荷的再分配。在它们重新分离之后，每一固体将带有比接触或摩擦前更多的正（或负）电荷。这种现象称为静电现象。高聚物在生产、加工和使用过程中会与其他材料、器件发生接触或摩擦，会有静电发生。由于高聚物的高绝缘性而使静电难以漏导，吸水性低的聚丙烯腈纤维加工时的静电可达15千伏以上。 电子从材料的表面逸出，需要克服原子核的吸引作用，它所需的最小能量可用功函数（即逸出功）来表征。摩擦时电子从功函数小的一方转移到功函数大的一方，使两种材料分别带上不同的静电荷。 一些主要高分子的功函数及起电次序（tribo-electric series）见表10-1。 表10-1高聚物的摩擦起电序 物质在上述序列中的差距越大，摩擦产生的电量也越多。一般认为摩擦起电序与有一定关系，大的带正电，小的带负电。 静电一般有害，主要是： （1）静电妨碍正常的加工工艺； （2）静电作用损坏产品质量； （3）可能危及人身及设备安全。
因而需要消除静电。目前较广泛采取的措施是将抗静电剂加到高分子材料中或涂布在表面。抗静电剂是一些表面活化剂，如阴离子型（烷基磺酸钠、芳基磺酸酯等）、阳离子型（季胺盐、胺盐等）以及非离子型（聚乙二醇等）。纤维纺丝工序中采取“上油”的办法，给纤维表面涂上一层吸湿性的油剂，增加导电性。 静电现象有时也能加以利用。如静电复印、静电记录、静电印刷、静电涂敷、静电分离与混合、静电医疗等，都成功地利用了高分子材料的静电作用。 聚合物的其他电学性质 （1）力－电性 在机械力的作用下，高聚物的电学性质反映主要是压电效应。 将高聚物的试样置于两电极之间，在机械力的作用下，因发生形变（伸长线缩短）而发生极化，同时产生电场，这种现象称正压电效应。反之，在高聚物试样上加上电场，试样发生相应的形变，同时产生应力，这个现象称为逆压电效应。 产生压电效应的高聚物主要结晶高聚物（单轴取向）和高分子驻极体。如PVC、PC、PTFE和HDPE等。 利用高聚物的压电效应，可做成话筒、传感器等转换元件。 （2）热－电性 在热的作用下，高聚物材料具有热释电性，这是非常重要的电学性质。 驻极体：将电介质置于高压电场中极化，随即冻结极化电荷，可获得静电持久极化，这种长寿命的非平衡电矩的电介质称驻极体。 高聚物驻极体研究从上世纪四十年代开始，现已投入使用优点聚偏氟乙烯、PET、PP、PC等高聚物超薄薄膜驻极体，广泛用作电容器传声隔膜，计算机储存器、爆炸起爆器、血液凝固加速作用等方面。 高聚物驻极体的制备方法是：将高聚物薄膜夹在两个电极中，加热到聚合物的主转变温度以上，然后施加电场，使薄膜极化一段时间。在电场作用下以一定速度缓慢冷却至室温（或低温），最后撤去外电场。
聚合物流体在加工过程中的受力比较复杂,因此相对应的应变也比较复杂,其实际的应变往往是二种或多种简单应变的叠加,然而以剪切应力造成的剪切应变起主要作用。拉伸应力造成的拉伸应变也有相当重要的作用,而静压力对流体流动性质的作用主要体现在对粘度的影响上。 聚合物流体（熔融状聚合物和聚合物溶液或悬浮液）的流变性质主要表现为粘度的变化,根据粘度与应力或应变速率的关系,可将流体分为以下两类:牛顿流体和非牛顿流体。 拉伸流动:质点速度沿着流动方向发生变化;剪切流动:质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化。由边界的运动而产生的流动,如运转滚筒表面对流体的剪切摩擦而产生流动,即为拖曳流动。而边界固定,由外压力作用于流体而产生的流动,称为压力流动。 聚合物熔体注射成型时,在流道内的流动属于压力梯度引起的压力流动。聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪切流动,即拖曳流动。 对于小分子流体该粘度为常数,称为牛顿粘度。而对于聚合物流体,由于大分子的长链结构和缠结,剪切力和剪切速率不成比例,流体的剪切粘度不是常数,依赖于剪切作用。具有这种行为的流体称为非牛顿流体,非牛顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。 切力变稀原因（假塑性流体）假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。对聚合物熔体来说,造成粘度下降的原因在于其中大分子彼此之间的缠结。当缠结的大分子承受应力时,其缠结点就会被解开,同时还沿着流动的方向规则排列,因此就降低了粘度。缠结点被解开和大分子规则排列的程度是随应力的增加而加大的。对聚合物溶液来说,当它承受应力时,原来由溶剂化作用而被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就会被挤出,这样,粒子或盘绕大分子的有效直径即随应力的增加而相应地缩小,从而使流体粘度下降。因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小成正比,但不一定是线性关系。 切力变稠原因（膨胀性流体）:当悬浮液处于静态时,体系中由固体粒子构成的空隙最小,其中流体只能勉强充满这些空间。当施加于这一体系的剪切应力不大时,也就是剪切速率较小时,流体就可以在移动的固体粒子间充当润滑剂,因此,表观粘度不高。但当剪切速率逐渐增高时,固体粒子的紧密堆砌就被破坏,整个体系就显得有些膨胀。此时流体不再能充满所有的空隙,润滑作用因而受到限制,表观粘度就随着剪切速率的增长而增大。 震凝性液体:产生震凝性的原因,可以解释为液体中的不对称粒子（椭球形线团）在剪切力场的速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所致,这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状,一旦外力作用终止,暂时交联点也相应消失,粘度重新降低。 触变性液体:一般认为,产生触变行为是因为液体静置时聚合物粒子间形成了一种类似凝胶的非永久性的次价交联点,表现出很大粘度。当系统受到外力作用而破坏这一暂时交联点时,粘度即随着剪切持续时间而下降。 粘弹性液体:当液体的弹性不可忽略时,其应变还表现出滞后效应,即在液体中增加应力与降低应力这两个过程的应变曲线不重合。这类液体在受到外