Bài tập Hoá Lý Polymer Chương 2 Đại học Bách Khoa Hồ Chí Minh Câu 1 Đặc điểm biến dạng đàn hồi của polyme Đặc trưng Dưới tác dụng của ngoại lực, các phân tử hoặc nguyên tử rời xa nhau một khoảng cách nào đó, p.
Bài tập Hoá Lý Polymer Chương Đinh Đức Anh - 1912560 Câu 1: Đặc điểm biến dạng đàn hồi polyme Đặc trưng: Dưới tác dụng ngoại lực, phân tử nguyên tử rời xa khoảng cách đó, phụ thuộc vào đại lượng lực tác dụng tương hỗ tác phân tử - Khi trình tự xếp phân tử khơng bị thay đổi - Quá trình tăng thể tích biến dạng - Xảy nhiệt độ nhỏ Tg - Các phân tử rời khỏi trạng thái cân phạm vi tác dụng lực hút đẩy phân tử (nguyên tử), tăng nội làm cho góc hố trị mối nối hố học biến dạng - Khi giải phóng lực biến dạng nhanh - Có đại lượng biến dạng nhỏ - Xảy tức thời với ứng suất lớn - Tuân theo định luật Hook: 𝜀 = ∆𝑙 𝑙 𝜎 = ; 𝐸 E số đặc trưng cho vật liệu Nó biểu diễn khả chống lại biến dạng vật liệu ứng suất E lớn biến dạng nhỏ 𝜀: độ biến dạng ; 𝜎: ứng suất Câu 2: Đặc điểm biến dạng mềm cao polyme Đặc điểm: - Là biến dạng thuận nghịch có 𝜀 tăng nhanh 𝜎 tăng chậm giá trị 𝜀 lớn - Xảy khoảng nhiệt độ từ Tg đến Tf - Là biến dạng đặc trưng xảy với vật liệu polyme - Không thay đổi khoảng cách nguyên tử, phân tử mà thay đổi cấu dạng - E giảm theo thời gian - Mang chất động - Biến dạng đàn hồi ứng suất bé mà biến dạng lớn gọi biến dạng mềm cao - Biến dạng đàn hồi xảy tức thời với ứng suất - Ở biến dạng mềm cao xuất khoảng nhiệt độ xác định (khoảngnhiệt độ gọi khoảng nhiệt độ mềm cao) Nếu nhiệt độ thấp khoảng nhiệt độ hoá thuỷ tinh Tg, thấp nhiệt độ hố thuỷ tinh khơng có biến dạng mềm cao, mà có biến dạng đàn hồi thông thường, cao khoảng T nhiệt độ chảy Câu 3: Đặc điểm biến dạng dẻo polyme - Là biến dạng không hồi phục, không thuận nghịch có 𝜺 tăng nhanh 𝝈 tăng chậm - Xảy nhiệt độ lớn Tf - Hệ số Poisson = 0.5 - Trong trình chảy, ma sát nội tăng lên vật chất, chống lại dời chỗ phân tử Do vận tốc biến dạng phụ thuộc vào lực nội ma sát Câu 4: Bản chất trình chảy vật liệu polyme nhiệt dẻo Bản chất trình chảy: trượt lên mạch phân tử, khơng cịn lực tác dụng tương hỗ nên bỏ lực tác dụng khơng cịn khả hồi phục trở lại trạng thái ban đầu Sự chảy dời chỗ tương phân tử chất tác động ứng suất bên khơng làm thay đổi khoảng cách nguyên tử, phân tử mà làm thay đổi trật tự xếp nguyên tử phân tử Câu 5: Bản chất biến dạng mềm cao Polyme Là biến dạng đàn hồi có ứng suất bé mà biến dạng lớn Bản chất: Dưới tác dụng ngoại lực gây nên chuyển động nhiệt mắt xích đoạn mạch phân tử làm tăng khả độ linh động đại phân tử, độ mềm dẻo mạch khả uốn khúc, thay đổi hình thái xếp mạch phân tử Mang chất động Câu 6: Tại gọi vật liệu polyme vật liệu đàn hồi nhớt? Đàn hồi nhớt định nghĩa kết hợp tính nhớt tính đàn hồi vật liệu vật liệu đàn hồi nhớt vật liệu mang tính chất đàn hồi nhớt vật liệu Polymer vật liệu chảy nhớt vật liệu Polymer thơng thường sử dụngở trạng thái mềm cao trạng thái nằm Tg Tf nên tập hợp tính chất trạng thái đàn hồi chảy nhớt Polymer chuyển từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái chảy nhớt ta gia nhiệt, tác dụng lực thể tính chất trình : - Ở nhiệt độ Tg Polymer trạng thái thủy tinh có biến dạng đàn hồi tuân theo định luật Hook, có biến dạng đặt tải trọng hồi phục lại ta bỏ tải trọng - Ở trạng thái mềm cao Tg đến Tf Polymer trạng thái mềm cao có đặc trưng vùng Tg Tf - Ở trạng thái chảy nhớt Tf vật liệu có biến dạng khơng thuận nghịch khơng hồi phục ta bỏ tải trọng Vật liệu polyme vừa thể tính chất đàn hồi, vừa thể tính chất chảy nhớt thơng qua mơ hình đàn hồi nhớt Mơ hình đàn hồi nhớt bao gồm hệ: Lị xo: đặc trưng biến dạng đàn hồi (theo thời gian biếng dạng xảy tức thì) 𝑑𝜎 𝑑𝜀 =𝐸 𝑑𝑡 𝑑𝑡 Xy lanh nhớt: đặc trưng cho biến dạng chảy ( tác dụng ứng xuất, gây biến dạng không tức thời) 𝜎=𝜂 𝑑𝜀 𝑑𝑡 Câu 7: Tại ứng suất không đổi, biến dạng 𝜺 = 𝒇(𝒕) tượng Tại ứng suất không đổi, biến dạng xác định dạng hàm theo thời gian tượng rão hay rão vật liệu Sự rão: Khi tác dụng ứng suất khơng đổi vào vật liệu, ta kéo dãn vật liệu khoảng thời gian đến vật liệu đạt trạng thái cân ta bỏ ứng suất, vật liệu khơng cịn khả hồi phục trạng thái ban đầu Câu 8: Tại biến dạng không đổi, ứng suất 𝝈 = 𝒇(𝒕) tượng Đây tượng hồi phục ứng suất Khi tác dụng nhanh ứng suất lên vật liệu, làm cho vật liệu có ứng suất 𝝈 khơng đổi biến dạng tương ứng với ứng suất Theo thời gian, để giữ biến dạng khơng đổi phải giảm dần ứng suất tác dụng lên vật Giải thích: Do tác dụng ứng suất nhanh nên lúc mạch phân tử chưa kịp thích ứng với độ biến dạng Theo thời gian, mạch có thời gian xếp lại theo biến dạng ứng với ứng suất đó, nên để biến dạng khơng đổi phải giảm dần ứng suất để cách mạch xếp ứng với biến dạng không đổi Câu 9: Hiện tượng hồi phục biến dạng polyme xảy polyme trạng thái nào? Hiện tượng hồi phục biến dạng polyme xảy polyme trạng thái mềm cao Câu 10: Để đạt độ biến dạng vật liệu cao su ta cần tương quan ứng suất tần số tác dụng lực nào? - Khi tác dụng lực chậm với ứng suất nhỏ thu độ biến dạng 𝜀 nhỏ - Còn tác dụng lực nhanh với ứng suất lớn độ biến dạng lớn Câu 11: Độ biến dạng polyme nhiệt dẻo sau bỏ lực tác dụng khơng có khả hồi phục xảy trạng thái sao? Độ biến dạng polyme nhiệt dẻo sau bỏ lực tác dụng khơng có khả hồi phục xảy trạng thái chảy trạng thái chảy có biến dạng chảy biến dạng khơng có tính thuận nghịch, tác dụng lực lớn lực tương hỗ phân tử vật liệu qua trình mềm cao đến trình chảy vật liệu khơng thể hồi phục trạng thái ban đầu ... liệu chảy nhớt vật liệu Polymer thơng thường sử dụngở trạng thái mềm cao trạng thái nằm Tg Tf nên tập hợp tính chất trạng thái đàn hồi chảy nhớt Polymer chuyển từ trạng thái đàn hồi sang trạng thái... với ứng suất Theo thời gian, để giữ biến dạng khơng đổi phải giảm dần ứng suất tác dụng lên vật Giải thích: Do tác dụng ứng suất nhanh nên lúc mạch phân tử chưa kịp thích ứng với độ biến dạng