高聚物的流变性—高聚物熔体的弹性表现（高分子物理课件）.pptx

包轴现象法向应力效应（韦森堡效应）;包轴现象是由高分子的弹性所引起的，分子链被拉伸取向缠绕在轴上，距转轴越近的高分子，受到转动线速度大，拉伸取向程度高，大分子取向后，其链段有自发恢复到蜷曲构象的倾向，但此时弹性回复受到转轴的限制，使这部分弹性能表现为一种包轴的内裹力。把高分子熔体沿轴往上挤（当然向下挤看不见）形成包轴层现象。 其实质是由于高聚物熔体具有弹性，在受剪切作用而流动时会产生法向应力差。对于牛顿流体，是各向同性，在剪切力作用而流动时，法向应力差为零。 ;对于牛顿流体，是各向同性，在剪切力作用而流动时，法向应力差为零。 对于非牛顿流体则是各向异性 存在法向应力， 第一法向应力差 第二法向应力差 且 ＝0.1~0.3 ;挤出物胀大现象;2.引起挤出涨大的原因 ①高聚物熔体在外力作用下进入窄口模，在入口处流线收敛。在流动方向上产生速度梯度，因而高聚物分子受到拉伸力，产生拉伸弹性形变。这部分形变一般在经过口模的时间内，还不及松弛，那么到了出口之后，外力对分子链的作用力解除，高分子将由伸展状态重新回到蜷曲状态，发生出口膨胀。 ②高聚物在模孔内流动时，由于切应力的作用，产生法向应力效应，由法向应力差所产生的弹性形变在出口模后回复，因而挤出物直径涨大。; 拉伸粘度和动态粘度 ;拉伸流动的特鲁顿关系式：对于牛顿流体 单轴拉伸时： －拉伸应力 －拉伸应变速率 －拉伸粘度，特鲁顿粘度 （剪切粘度） 双轴拉伸时， 若，而 对牛顿流体 双轴拉伸粘度 尚在研究中 ;在动态力学实验中，常常施加给定的正弦应变 ，求应响应若用复数表示 应变速度 对于粘弹体 应力超前应变 复数粘度 ? ? 因此复数粘度 由实数和虚数两部分组成 粘度的实数部分称为动态粘度，表征粘性贡献。虚数部分为能量储存的量度，表示弹性贡现; 多相高分子材料的流变性能及其形态 ;③温度 ④模具形状 ⑤流动形态 二、多相高聚物粘度与组成关系 （一）高聚物/高聚物共混体系 主要有以下情况 1.共混物粘度介于两种共聚物粘度之间 2.小比例共混使粘度大大下降，且共混物粘度比两组分本身粘度都小 ;如Viton/EPDM含氟弹性体 解释原因：熔体的超分子结构角度。当一种聚合物中含有少量另一种高聚物时，可大大改变熔体超分子结构。因而粘度大幅下降。第二种高聚物继续增加时，熔体的超分子结构不再影响改变，因而粘度变化趋缓。 ; 3.共混物熔体的粘度随混合比变化出现极大值或极小值 ;（二）填充体系 1.高聚物加入CaCO3碳黑等填料时，通常使高聚物粘度增大 影响因素： ①填料量 ②填料颗粒形状，粒径大小及分布 ③填料对高聚物的亲和性 2.弹性减小：通常被挤出物料熔体弹性效应减小 ;三、 多相高聚物流变性与形态的关系 当某一共混比时（HDPE/PS=75/25）,若共混物微观上上两相分散很充分，很难分出连续相和分散相，此时两相界面间作用力大，共混物流动阻力大，粘度出现极大值，反之，则出现极小值。 ;知识点;习题;1、下列聚合物中，熔体粘度对温度最敏感的是（ ）。 A、PE B、PP C、PC D、PB 2、下列聚合物中，熔体粘度对切变速率最敏感的是（ ）。 A、PE B、PP C、PC D、PB 3、下列方法中不能测定聚合物熔体粘度的是：（ ） A、 毛细管粘度计 B、旋转粘度计 C、乌氏粘度计 D、落球粘度计 ;熔体破裂现象;1.剪切速率：随剪切速率增大，熔体弹性效应增大。 ? 2.温度：温度↑，大分子松弛时间τ变短，高聚物熔体弹性↓。 3.分子量及分子量分布 分子量大或分子量分布宽，高聚物熔体弹性明显。 ①M↑熔体粘度η↑，松弛时间τ ＝η/G↑ ，高分子弹性松弛慢，可观察到 ②分子量分布宽, G变小 ，τ↑熔体弹性明显。;4.流道几何尺寸 ①流道管径突变：导致速度和应力分布不同，引起大小不同弹性形变。 ②L/D大，胀大值B小。因为毛细管长，在入口处由于流线收敛而引起的弹性形变可在管内松弛。 5.増塑剂 加入増塑剂，缩短物料松弛时间，减少高聚物弹性形变