聚合物的流变学汇总.ppt

9PolymerRheology流变学是研究材料流动和变形规律的一门科学，可将物质结构与性能联系起来
广泛应用于各种工业材料，如橡胶、塑料、金属等
各种地质材料，如岩石、土、石油、矿物等
Tocauseapolymertodeformorflow
needaforce
(a)iftheforceiswithdrawnquicklypolymerwillrebound回弹(arelaxationprocess)
(b)iftheforceisappliedconsistentlypolymerwillflowirreversibly

theflowingpolymerliquidwillbeveryviscousduetochainentanglementandfrictionaleffects

amorphouspolymersareviscoelasticmaterials
combinationofelasticityandviscousflowConceptofRheology流变的概念Polymerchainsegmentsarestretchedbytheforce,thisistheelasticelementofthemotion9.1MeltFlowShearFlowandViscosity剪切流动与粘度TypesofMeltFlow液体流动的类型模型对牛顿型流体，n=1
对假塑性流体，n<1
n偏离1的程度越大，材料假塑性(非牛顿性)越强9.2ViscousFlowofPolymersCharacteristicsandMechanism特点和机理FlowMechanism流动机理Flowcurve 流动曲线ExplanationinViewofEntanglement链缠结观点的解释ExplanationinViewofOrientation取向观点的解释9.3FactorsInfluencingViscosityofPolymerTemperature温度高分子的加工温度Tf~Td
在高分子加工中，温度是进行粘度调节的重要手段
极性大、刚性大的高分子，一般温度敏感性高ActivationenergyWLFparametersPressure压力Shearrate剪切速率Shearrate剪切速率Temperature-andshear-sensitivepolymers温敏性与切敏性高分子Molecularweight分子量的影响分子量增大，使剪切变稀临界切变速率降低，非牛顿流动性突出
其原因是，分子量大，变形松弛时间长，流动中发生取向的分子链不易恢复原形，因此较早地出现流动阻力减少的现象Molecularweightdistribution
分子量分布的影响Chainstructure分子链结构短支链(梳形支化)对粘度的影响甚微

影响大的是长支链(星形支化)的形态和长度Meltstructure熔体结构Blending共混Filling填充9.4ElasticEffectsinPolymerMeltPhenomenaoftheelasticeffectMechanismofelasticeffectNormalstressdifferences法向应力差Normalstressdifferences法向应力差Weissenbergeffect 韦森堡效应，包轴现象Dieswell(Baruseffect)挤出胀大(Barus效应)ExplanationofDieswellUnstableflow(Meltbreakup)不稳定流动（熔体破裂）Unstableflow(Meltbreakup)不稳定流动（熔体破裂）无管虹吸9.5TensileViscosity剪切流动：速度梯度场垂直于流动方向
拉伸流动：速度梯度场平行于流动方向
纺丝时，熔体离开喷丝孔后的牵伸
吹塑成型时，熔体离开口模后的流动
其他有流线收敛或发散的流动单轴拉伸双向拉伸流单轴拉伸流9.6MethodstoMeasureMeltViscosityBallViscometer 落球粘度计切应力MooneyIndex门尼粘度Comparisonofthemethods熔体粘度测定方法的比较熔体流变熔体黏度Definethefollowingterms习题