聚合物的流变形.ppt

*(5)加工条件的影响ArrheniusEquation阿累尼乌斯方程?E?-粘流活化能viscousflowenergyWhenTTg+100高分子流动时的运动单元:链段(的协同运动)?E?由链段的运动能力决定,与分子链的柔顺性有关,而与分子量无关!!第30页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*柔性链刚性链?E?小?E?大粘度对温度不敏感对剪切速率敏感粘度对温度敏感温敏材料切敏材料haTPCPEPOMPS醋酸纤维haPEPSPC醋酸纤维第31页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.4聚合物熔体的弹性效应高分子粘流过程中伴随着可逆的高弹形变，这是高分子熔体区别于低分子液体的重要特征之一。高分子熔体的流动是各链段运动的总结果，在外力作用下，高分子链顺流动方向取向，外力消失后，链要重新蜷曲起来，因而整个形变要恢复一部分。弹性效应的表现韦森堡效应，包轴现象挤出胀大不稳定流动第32页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.4.1韦森堡效应，包轴现象，爬杆效应小分子流体聚合物流体当轴在液体中旋转时，离轴越近的地方剪切速率越大，故法向应力越大，相应地，高分子链的弹性回复力越大，从而使熔体沿轴向上挤，形成包轴现象第33页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.4.2挤出胀大（巴拉斯效应）挤出胀大现象模孔入口处流线收敛，在流动方向产生速度梯度，因而高分子熔体在拉力下产生拉伸弹性形变，当口模较短时，这部分形变来不及完全松弛掉，出口模时要回复熔体在口模中流动时有法向应力差，由此产生的弹性形变在出口模后也要回复胀大比die第34页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.4.3不稳定流动（熔体破裂）Unstableflow现象波浪鲨鱼皮竹节螺旋不规则破碎ABC解释高弹湍流：高切变速率下，当高弹形变的储能超过克服粘滞阻力的流动能量时产生的不稳定流动熔体在管壁的滑移（B处）熔体流经管道死角（A、C处）…第35页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.4.4不稳定流动（熔体破裂）鲨鱼皮形波浪形竹节形螺旋形不规则破裂第36页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*第1页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*第2页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.1.1聚合物的粘性流动

----聚合物流变学基础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.流变学是研究物质流动和变形的一门科学，涉及自然界各种流动和变形过程。热塑性聚合物的加工成型大多是利用其熔体的流动性能。这种流动态也是高聚物溶液的主要加工状态。第3页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*（3）熔体流动时伴随高弹形变：因为在外力作用下，高分子链沿外力方向发生伸展，当外力消失后，分子链又由伸展变为卷曲，使形变部分恢复，表现出弹性行为。（1）粘度大，流动性差:这是因为高分子链的流动是通过链段的相继位移来实现分子链的整体迁移，类似蚯蚓的蠕动。（2）不符合牛顿流动规律：在流动过程中粘度随切变速率的增加而下降（剪切变稀）。9.1.2聚合物熔体流动特点第4页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*9.1.3牛顿流体和非牛顿流体牛顿流体：水、甘油、高分子稀溶液。粘度η：反映液体流动阻力，单位Pa·S牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关。1.牛顿流体:流动行为符合牛顿流动定律的流体称为牛顿流体。第5页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*2、非牛顿流体：许多液体包括聚合物的熔体和浓溶液，聚合物分散体系(如胶乳)以及填充体系等并不符合牛顿流动定律，这类液体统称为非牛顿流体。粘度ηa表观粘度与形变速率有关根据流动曲线的特征，非牛顿流体有如下几种类型：1.宾汉塑性体2.假塑性流体3.膨胀性流体第6页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期三*特征：当切应力小于临界值（也即屈服应力）时，根本不流动，其形变行为类似于虎克弹性体宾汉塑性体牛顿流体宾汉（Binghann）塑性体符合这种规律的流动称为塑性流动或宾汉流动。许多含填料的高聚物体系（PVC塑料）就属宾汉塑性体。油漆，沥青以及大多数聚合物在良溶剂中的浓溶液都属于宾汉体。第7页，讲稿共37页，2023年5月2日，星期