聚合物流变学复习题参考答案.docx
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聚合物流变学复习题参考答案
聚合物流变学复习题
一、名词解释（任选5小题，每小题2分，共10分）：
1、蠕变：
在一定温度下，固定应力，观察应变随时间增大的现象。
应力松弛：
在温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛：
在一定温度下，固定应变，观察应力随时间衰减的现象。
2、时－温等效原理：
升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子αT将
某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂：
聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏的现象。
挤出胀大：
对粘弹性聚合物熔体流出管口时，液流直径增大膨胀的现象。
4、熔融指数：
在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体：
凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体：
服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体：
流动很慢时，剪切粘度保持为常数，而随剪切速率或剪切应力的增大，粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体：
剪切速率超过某一个临界值后，剪切粘度随剪切速率增大而增大，呈剪切变稠效应，流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能：
在流动过程中，流动单元（即链段）用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度：
假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度（即在切变速率很高时对应的粘度）。
9、断裂韧性K1C：
表征材料阻止裂纹扩展的能力，是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标，
，其中， b为脆性材料的拉伸强度；C为半裂纹长度；E为材料的弹性模量；
为单位表面的表面能。
10、拉伸流动：
当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
或拉伸流动：
质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。
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的流动。
11、法向分量：
作用力的方向与作用面垂直即称为应力的法向分量。
剪切分量：
作用力的方向与作用面平行即称为应力的剪切分量。
12、粘流态：
是指高分子材料处于流动温度（Tf）和分解温度（Td）之间的一种凝聚态。
13、宾汉流体：
在流动前存在一个剪切屈服应力σy。
只有当外界施加的应力超过屈服应力才开始流动的流体。
14、稳定流动：
流动状态不随时间而变化的流动。
15、疲劳断裂：
材料在一个应力水平低于其断裂强度的交变应力作用下，经多次循环作用而断裂。
16、蠕变断裂：
材料在一个低于其断裂强度的恒定应力的长期作用下发生断裂，也叫做静态疲劳。
17、环境应力开裂：
材料在腐蚀性环境（包括溶剂）和应力的共同作用下发生开裂。
18、磨损磨耗：
一种材料在与另一种材料的摩擦过程中，其表面材料以小颗粒形式断裂下来。
19、疲劳:
材料或构件在周期应力（交变载荷）的作用下断裂或失效的现象。
20、疲劳强度：
当试验应力降低到试样承受循环次数107以上而不发生疲劳断裂，则称该应力为无限次循环下不发生疲劳破坏的持久极限Sr，也称疲劳极限或疲劳强度。
21、脆性断裂——屈服前的断裂，拉伸中试片均匀形变，断面较平整。
22、力学状态——高聚物的力学性质随温度变化的特征状态；
23、银纹（又称裂纹）：
聚合物在张应力的作用下，在材料某些薄弱的地方出现应力集中而产生的局部的塑性形变和取向，以至于在材料的表面或者内部垂直于应力方向出现微细凹槽的现象。
24、银纹质（体）——联系起两银文面的束状或高度取向的聚合物。
25、零切黏度——剪切速率趋向于零时的熔体黏度，即流动曲线的初始斜率。
26、Boltzmann原理——聚合物的力学松弛行为是其整个受力历史上诸松弛过程的线性加和的结果。
27、非牛顿性指数：
幂律公式
中的n是表征流体偏离牛顿流动的程度的指数，称为非牛顿指数。
28、粘弹性：
外力作用下，高聚物材料的形变行为兼有液体粘性和固体弹性的双重特性，其力学性质随时间变化而呈现出不同的力学松弛现象的特性称为粘弹性。
29、表观粘度：
与牛顿粘度定义相类比，将非牛顿流体的粘度定义为剪切应力与剪切速率之比，其值称为表观粘度，即
。
屈服与断裂
屈服现象与屈服点
普弹性、高弹性、强迫高弹性
粘弹性与熵弹性
脆化温度与耐寒性
应力集中与应力松弛
28、拉伸强度与断裂强度
29、冲击强度与抗弯强度
30、出口膨胀与颈缩
31、银纹：
聚合物在张应力作用下，于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100μm、宽度为10μm左右、厚度约为1μm的微细凹槽。
裂纹
二、简答题（可任选答8题，每题5分，共40分）：
1、简述聚合物流变性有何特点？
答：
聚合物的流变性有如下特点：
（1）多样性聚合物分子结构有线性结构、交联结构、网状结构等，其分子链可呈刚性或柔性，因此，其流变行为多种多样。
固体高聚物的变形在不同环境条件下可呈现线性弹性、橡胶弹性及粘弹性。
聚合物溶液和熔体的流动可呈现线性粘性、非线性粘性、塑性、触变性等不同的流变行为。
（2）高弹性是聚合物特有的流变行为。
轻度交联的聚合物在高于玻璃化温度时，可发生很大的变形。
在拉伸试验中，其伸长可达原来长度的几倍，且这种变形是能完全回复的，这就是橡胶弹性。
（3）时间依赖性聚合物的变形或流动具有较强的时间依赖性。
同一聚合物在短时间应力作用下呈现弹性变形，而在较长时间作用下则呈现粘性变形。
这与聚合物长链分子的结构以及分子链之间互相缠结有关。
2、何为粘弹性？
为什么聚合物具有明显的粘弹性？
举例介绍塑料制品应用和塑料加工中的粘弹性现象？
3、聚合物的加工性体现在哪几方面？
答：
聚合物的加工性体现在以下方面：
（1）聚合物具有可模塑性聚合物材料在温度和压力作用下产生形变并能在模具中成型、固定的能力。
（2）可挤压性是指聚合物通过挤压作用下能产生形变并保持形状的能力。
只有在粘流态时才能挤压成型。
在挤压过程中，聚合物熔体受到剪切作用。
聚合物熔体的剪切粘度和拉伸粘度的差别是聚合物可挤压性的重要依据之一，即聚合物的流变性。
（3）可纺性是指聚合物材料通过加工形成连续的固态纤维的能力。
（4）可延性是指无定形或半结晶固体聚合物在一个或二个方向上受到压延或拉伸时变形的能力。
（5）在成型加工过程中，聚合物会发生一些物理和化学变化，如在某条件下，聚合物能够结晶或改变结晶度，能借外力作用产生分子取向。
当聚合物分子链中存在薄弱环节或有活性反应基团（活性点）时，还能发生降解或交联反应。
（6）加工过程出现的这些物理和化学变化不仅能引起聚合物出现如力学、光学、热性质以及其它性质的变化，且对加工过程本身也有影响。
这些物理和化学有些对制品性质是有利的，有些则有害。
4、聚合物在加工过程中应采用什么措施来防止其降解？
答：
聚合物在加工过程中应采用以下措施来防止其降解：
（1）严格控制原材料技术指标，尽量去除聚合物中的水分和催化剂残留等杂质。
（2）确定合理的加工工艺和加工条件，使聚合物能在不易产生降解的条件下加工成型，如加工温度一定要控制在熔融温度与分解温度之间，而剪切速率控制在临界分解剪切速率以下。
（3）加工设备和模具应有良好的结构。
应消除设备中与聚合物接触部分可能存在的死角或缝隙，减少过长的流道，改善加热装置，提高温度显示装置的灵敏度和冷却系统的冷却效率。
（4）在配方中使用抗氧剂、稳定剂等以加强聚合物对降解的抵抗能力。
5、聚合物在加工过程中影响结晶的因素有哪些？
答：
加工过程中影响结晶的因素有：
（1）冷却速度聚合物从Tm以上降到Tg以下的冷却速度，实际上决定了晶核生成和晶体生长的条件。
当冷却介质温度接近最大结晶温度时，属缓慢冷却，冷却速度慢，易形成大的球晶，性脆，易开裂；当冷却介质温度在Tg以下很多时，冷却速度快，属快速冷却，类似“淬火”，制品体积松散，结晶不均匀导致内应力产生，另后结晶大，尺寸变化大；当冷却介质温度在Tg以下附近时，属中等冷却，表面较快冷却，而内部冷却慢，有利结晶完善。
（2）熔融温度和熔融时间聚合物的熔融温度低和熔融时间短，体系存在的晶核引起异相结晶，结晶速度快，晶体尺寸小而均匀，并有利于提高制品的力学强度、耐磨性和热变形温度。
（3）应力作用在剪切和拉伸应力作用下，熔体中往往生成一长串纤维状晶体，随着应力或应变速率增大，晶体中伸直链含量增多，晶体熔点升高。
低压下易生成大而完整的球晶，高压下则生成小而形状不规则的球晶。
（4）固体杂质、低分子物等滑石粉、氧化硅等固体杂质能促进熔体的结晶，可作为成核剂，加入成核剂是聚合物加工的一个重要手段，可提高制品的结晶速度和结晶完整性，从而提高加工性能和制品的性能。
第二章基本物理量和线性粘性流动
1、简述线性弹性变形的特点。
答：
线性弹性变形的特点如下：
（1）变形小在线性弹性变形中，只涉及聚合物分子中化学键的拉伸、键角变化和键的旋转。
因此，其变形量很小，变形时不涉及链段的运动或整个分子链的位移。
（2）变形无时间依赖性变形是瞬间发生的，且不随时间而变化。
（3）变形在外力移除后完全回复变形能完全回复，且也是瞬时完成的，无时间依赖性。
（4）无能量损失外力在变形时转化成材料的内能贮存起来。
外力释放后，内能释放使材料完全回复。
在整个变形和回复过程中无能量损失。
因此，线性弹性也称为能弹性。
（5）应力与应变成线性关系：
σ=Eε
2、聚合物的粘性流动有何特点?
为什么？
答：
聚合物粘性流动的特点如下：
（1）变形的时间依赖性在线性粘性流动中，达到稳定态后，剪切速率不变，但流体的变形γ=τt/μ随时间不断发展，即变形有时间依赖性。
（2）流体变形的不可回复性粘性流体的变形是永久变形。
因聚合物熔体发生流动时，涉及到分子链之间的相对滑移，显然，这种变形是不能回复的。
（3）能量散失外力对流体所作的功在流动中转为热能而散失，这一点与弹性变形过程中贮能完全相反。
（4）正比性线性粘性流动中剪切应力与剪切应变速率成正比，粘度与剪切应变速率无关。
1、列举改善下列高分子材料力学性能的主要途径：
1）提高结构材料的抗蠕变性能；2）减小橡胶材料的滞后损失；
3）提高材料的拉伸强度；4）提高材料的冲击强度。
解：
1）提高结晶度，提高交联度；
2）提高交联网络的完善程度，降低永久形变；
3）填充高模量填料，提高结晶度，引入氢键或刚性基团；
4）将塑料与橡胶共混，或与纤维复合。
2、聚合物的结晶熔化过程与玻璃化转变过程本质上有何不同？
试从分子运动角度比较聚合物结构和外界条件对这两个转变过程影响的异同。
解：
聚合物的结晶熔化过程是随着温度的升高，聚合物晶区的规整结构遭受破坏的过程。
从熔点的热力学定义出发，熔点的高低是由熔融热△H与熔融熵△S决定的。
一般的规律是，熔融热△H越大，熔融熵△S越小，聚合物的熔点就越高。
聚合物的玻璃化转变过程是随温度升高，分子链中链段运动开始，由此会导致一系列性质的突变。
因此，分子链的柔性越好，链段开始运动所需要的能量越低，其玻璃化温度就越低。
3、简要回答：
聚碳酸酯和聚甲醛的加工中，为了降低熔体的粘度，增大其流动性，分别用提高温度或提高切变速率的办法。
问这两种材料分别选择哪种方法更有效？
说明原因。
解：
根据切变速率和温度对聚合物流体的粘度的影响规律，可知刚性链的粘流活化能较高，因此对温度敏感；而柔性链由于具有较多的缠结，因而对切变速率较为敏感。
参考两种聚合物的结构，可知聚碳酸酯为刚性链，提高温度对降低粘度、提高流动性更有效。
而聚甲醛为柔性链，提高切变速率则对降低粘度、增大流动性更有效。
4、解释如下现象：
1）聚合物的Tg开始时随分子量增大而升高，当分子量达到一定值之后，Tg变为与分子量无关的常数；2）聚合物中加入单体、溶剂、增塑剂等低分子物时导致Tg下降。
解：
1）由于分子链中端基受限最少，其运动最为容易。
所以，当分子链中端基所占比例越大（即分子最越低）时，Tg越低。
当分子量大到一定程度后，端基在分子链中的比例可以忽略时，Tg就不会再随分子量增大而升高了。
2）当聚合物中加入低分子物质（如单体、溶剂或增塑剂）后，其分子链间距会增大，分子间作用力减小，导致链段开始运动所需要的温度（Tg）降低。
5、指出下列高分子材料的使用温度范围（Tm，Tg）：
非晶态热塑性塑料，晶态热塑性塑料，热固性塑料，硫化橡胶，涂料。
答：
非晶态热塑性塑料：
使用温度在Tg以下（或Tb～Tg之间）；（1分）
晶态热塑性塑料：
使用温度在Tm以下（或Tb～Tm之间）；（1分）
热固性塑料：
使用温度在其分解温度Td以下（或Tb～Td之间）；（1分）
硫化橡胶：
使用温度在Tg以上（或Tg～Td之间）；（1分）
涂料：
使用温度在Tg以下。
（1分）
6、两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程中，A用冰水冷却，B用333K的热水冷却。
成丝后将这两种聚丙烯丝放在363K的环境中，发现两者的收缩率有很大不同。
哪一种丝的收缩率高？
说明理由。
解：
冰水冷却的收缩率高。
两个牵伸比相同的聚丙烯的纺丝过程，A用冰水冷却，B用333K的热水冷却。
在两种不同的冷却过程中，由于温度不同，导致两种条件下结晶的完善程度不同。
用冰水冷却时，由于温度迅速降低，导致聚丙烯结晶不完善，升温至363K的环境中，由于聚丙烯会出现二次结晶，并且形成较完善的晶体，导致体积的收缩率较大；而用333K的热水冷却时，由于温度较高，导致聚合物的结晶较为完善，在升温至363K的环境后，体积收缩率较小。
7、提高聚合物的耐热性的措施有哪些？
其中哪些是通过改变聚合物的分子结构而实现的？
解：
高温下聚合物可以发生降解和交联。
降解是高分子的主链断裂，导致分子量下降，材料的物理-力学性能变差。
交联使高分子链间生成化学键，引起分子量增大。
适度交联可以改善聚合物的耐热性和力学性能。
但交联过度，会使聚合物发硬变脆。
聚合物的热降解和交联与化学键的断裂或形成有关，化学键的键能越大，材料的耐热性就越好。
概括起来，提高聚合物耐热性的途径有三：
1）尽量减少或避免高分子链中弱键，利用强极性取代基增强—C—C—键的耐热性等。
2）将聚合物适度交联可在提高强度的同时，提高聚合物的耐热性。
3）在聚合物主链中引入苯环、脂环或合成“梯形”、螺形“结构的聚合物，提高分子链的刚性。
8、说明聚合物的蠕变、应力松弛、滞后和内耗现象。
并简要说明为什么聚合物具有这些现象？
（5分）
答：
蠕变是指在一定的温度和较小的恒定应力作用下，材料的应变随时间的增加而增大的现象（1分）；应力松弛是在恒定温度和形变保持不变的情况下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象（1分）；聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称为滞后（1分）；由于发生滞后现象，在每一循环变化中，作为热损耗掉的能量称为力学损耗（1分）。
由于高分子链可以通过链段运动使分子链进行重排或质心滑移，从而使应力松弛，因此聚合物可以出现蠕变或应力松弛现象；而在交变应力作用下，因为链段的运动受阻于内磨擦力，因此会出现滞后和内耗。
（1分）
9、至少从5个方面对比总结脆性断裂与韧性断裂的区别。
（5分）
答：
下列可任选五个对比项，每小项0.5分，总计5分
脆性断裂韧性断裂
屈服不存在先屈服，再断裂
应力-应变曲线线性的非线性的
断裂伸长率较小较大
断裂面光滑粗糙
断裂能较小较大
应力分量由张应力分量引起由切应力分量引起
10、对聚合物熔体的粘性流动曲线划分区域，并说明区域名称及对应的粘度名称，解释区域内现象的产生原因。
答：
第一牛顿区：
粘度为零切粘度η0。
此时由于切变速率很小，虽然缠结结构能被破坏，但破坏的速率等于形成的速率，缠结点数目处于动态平衡，故粘度保持恒定，表现为牛顿流体的流动行为；（1.5分）
假塑区：
粘度为表观粘度ηa。
当切变速率增大时，缠结结构被破坏的速度越来越大于其形成速度，缠结点数目逐渐减少，故粘度不为常数，随切变速度的增大而减小，表现出假塑性流体的流动行为；（1.5分）
第二牛顿区：
粘度极限粘度（无穷切粘度）η∞。
当达到强剪切的状态时，大分子中的缠结结构几乎完全被破坏，来不及形成新的缠结，取向也达到极限状态，大分子的相对运动变得很容易，体系粘度达到恒定的最低值，第二次表现为牛顿流体的流动行为。
（2分）
11、为改善聚丙烯的冲击性能，作为材料工程师的你需要选择一种合适的橡胶来进行增韧，目前可供使用的有三元乙丙橡胶与氯丁橡胶，请做出你的选择，简要说明原因，并简述其增韧机理。
（5分）
答：
应选三元乙丙橡胶，（1.5分）与PP极性相近，具有较好的相容性。
（1.5分）
银纹－剪切带增韧机理：
橡胶粒子作为应力集中物，在外力作用下诱发大量银纹和剪切带，吸收能量。
橡胶粒子和剪切带控制和终止银纹发展，使银纹不致形成破坏性的裂纹。
（2分）
12、对聚合物熔体的粘性流动曲线划分区域，并标明区域名称及对应的粘度名称，解释区域内现象的产生原因。
答：
（1）第一牛顿区，零切粘度η0，解缠速度等于再缠结速度（1.5分）
（2）假塑区，表观粘度ηa，解缠速度大于再缠结速度（1.5分）
（3）第二牛顿区，极限粘度η∞，不存在缠结。
（2分）
13、什么是内耗？
解释温度与频率对聚合物的内耗的影响。
（5分）
答：
在交变应力的作用下，由于应变滞后于应力所造成的在一周期内以热的形式损耗的能量。
（1分）
温度对内耗的影响：
温度过低时，分子无法运动，内耗小；温度过高时，分子能够充分运动，内耗小；温度适中时，分子能够运动但摩擦较大，内耗出现最大值。
（2分）
频率对内耗的影响：
频率过低时，分子有充分的时间进行运动，内耗小；频率过高时，分子来不及运动，内耗小；频率适中时，分子能够运动但跟不上应力的变化，内耗出现最大值。
（2分）
14、简述橡胶粒子增韧塑料的两种机理。
（5分）
答：
银纹增韧机理：
增韧作用主要来自海岛型弹性体微粒作为应力集中物与基体间引发大量银纹，从而吸收大量冲击能。
同时大量银纹间应力场相互干扰，降低了银纹端应力，阻碍了银纹的进一步发展。
（2.5分）
银纹－剪切带增韧机理：
橡胶粒子作为应力集中物，在外力作用下诱发大量银纹和剪切带，吸收能量。
橡胶粒子和剪切带控制和终止银纹发展，使银纹不致形成破坏性的裂纹。
（2.5分）
15、分别画出牛顿流体、理想弹性体、线形和交联聚合物的蠕变曲线及回复曲线
16、讨论不同柔性的聚合物的熔体粘度对温度和剪切速率依赖性的差异，并说明在PE（聚乙烯）和PC（聚碳酸酯）的加工中如何有效地增加其流动性。
答：
不同柔性的聚合物，其熔体粘度对温度和剪切速率的依赖性是不同的：
柔性的高分子链在剪切力的作用下容易沿外力方向取向，使粘度明显下降，因此，柔性聚合物的熔体粘度对剪切速率非常敏感，而刚性高分子下降则不明显。
刚性高分子链的粘流活化能大，其剪切粘度对温度极为敏感，随着温度的升高，剪切粘度明显下降，而柔性高分子链的粘流活化能小，其剪切粘度随温度的变化较小。
PE是典型的柔性高分子，而PC是典型的刚性高分子链，在加工中要有效地增加其流动性，对PE采取增大剪切速率的方法更加有效，对PC采取升高温度的方法更加有效。
17、试述温度和剪切速率对聚合物剪切粘度的影响。
并讨论不同柔性的聚合物的剪切粘度对温度和剪切速率的依赖性差异。
答：
聚合物的剪切粘度随温度的升高而下降，在通常的剪切速率范围内，聚合物
的剪切粘度也是随剪切速率的增大而降低的。
只有在极低（接近于零）及极高（趋于
无穷大）的剪切速率下，聚合物的粘度才不随剪切速率的变化而变化。
不同柔性的聚合物的剪切粘度对温度和剪切速率的依赖性是不同的：
柔性的高分子链在剪切力的作用下容易沿外力方向取向，使粘度明显下降。
而刚性高分子则下降得很不明显。
刚性高分子的粘流活化能大，其剪切粘度对温度极为敏感，随着温度的升高，剪切粘度明显下降，而柔性高分子的粘流活化能小，其剪切粘度随温度的变化较小。
18、试述影响聚合物粘流温度的结构因素
答：
结构因素：
高分子链的柔性：
高分子链的柔性越好，链的单键内旋转越容易进行，运动单元链段就越小，流动活化能也越低，聚合物在较低的温度下就能实现粘性流动。
因此，分子链的柔性越好，其粘流温度越低。
高分子的极性：
高分子的极性越大，分子间的相互作用越大，其粘流温度也越高。
分子量：
分子量愈大，高分子链越长，整个分子链相对滑动时摩檫阻力就愈大，需在更高的温度下才能发生粘性流动，即粘流温度越高。
（注意外界因素：
外力大小和外力作用时间长短不属于结构因素）。
19、按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。
这两个事实有矛盾吗？
为什么？
答：
按常识，温度越高，橡皮越软；而平衡高弹性的特点之一却是温度愈高，高弹平衡模量越高。
这两个事实不矛盾。
（1分）
原因：
1）
T升高，高分子热运动加剧，分子链趋于卷曲构象的倾向更大，回缩力更大，故高弹平衡模量越高；（2分）
2）实际形变为非理想弹性形变，形变的发展需要一定是松弛时间，这个松弛过程在高温时比较快，而低温时较慢，松弛时间较长，如图。
按常识观察到的温度越高，橡皮越软就发生在非平衡态，即t（2分）
20、为什么实际橡胶弹性中带粘性，高聚物粘性熔体又带弹性？
列举它们的具体表现形式。
如何减少橡胶的粘性?
在挤出成型中如何减小成型制品中的弹性成分？
答：
实际橡胶弹性中带粘性的原因：
构象改变时需克服摩擦力；（1分）
高聚物粘性熔体又带弹性的原因：
分子链质心的迁移是通过链段的分段运动实现的；链段的运动会带来构象的变化；（1分）
列举它们的具体表现形式：
橡胶拉伸断裂后有永久残余应变；橡胶快速拉伸会放热；挤出胀大等。
（1分）
减少橡胶的粘性:
适度交联；（1分）
在挤出成型中减小成型制品中的弹性成分：
提高熔体温度；降低挤出速率；增加口模长径比；降低分子量，特别要减少分子量分布中的高分子量尾端。
（1分）
21、简述超过屈服应力后应力一般略有下降的原因。
答：
原因可能有二：
其一，屈服后链段开始运动，与线弹性变形涉及的键拉伸等变形相比所需应力较小；其二，在屈服后试样的截面积变小，达到同一应力所需的作用力就相应较小，而应力应变曲线中的工程应力仍以原始面积计算应力。
这种应力下降的现象称为应力软化，是材料屈服的特征。
22、超过屈服后发生断裂的现象一般称为韧性断裂。
韧性断裂可能会有几种不同的情况出现？
各称什么断裂？
答：
1）在屈服强度达到后应变发展不大时就发生断裂，断裂时的应力低于屈服应力σy。
这种材料虽有韧性，但韧性很小，其强度应以屈服应力表示。
这种韧性断裂称为“非应变硬化断裂”。
2）在屈服后应力基本不变而应变不断增大，在试样的某些部位截面则突然缩小，形成一个细颈。
形成细颈后继续拉伸时，或细颈部分不断变得更细，或细颈直径不变，出现细颈的肩部被拉伸成细颈部，但细颈起来越长，这时应力近似恒定，这种现象称为冷拉伸，或泠流动。
在冷拉伸后应力会出现上升现象，称为应力硬化，到达B点发生断裂。
这种材料韧性大，其强度以断裂强度表示。
这种韧性断裂称为“应变硬化断裂”。
23、试述外界条件对断裂行为的影响。
答：
1）温度的影响所有聚合物的屈服点随着温度上升而明显下降。
因聚合物在冷冻温度下是很脆的，聚合物的屈服应力σy，以Tg或Tm为界。
在该温度以上，分子链段热运动加剧，松弛过程加快，聚合物软化，材料的σy、模量和强度下降，伸长率变大。
在温度升高过程中，材料发生脆-韧转变。
两曲线交点对应的温度称脆性-韧性断裂转变温度TB。
温度低时，材料的脆性断裂应力σB＜屈服应力
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