《流变性质》PPT课件

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1、PC粘度高于HDPE，注射压力是后者的三倍。粘度的敏感程度不同；第二章聚合物的流变性质（RheologicalCharacteristics）2、1聚合物流体的流动特性不同的聚合物具有不同的流动行为。例：LDPE、PC；大多数聚合物熔体在成型流动过程中粘度变化极为复杂。聚合物流体在不同的条件下呈现牛顿性和非牛顿性。2、1、1、牛顿流体及其流变方程1、牛顿流体①τ—为线性关系；见图（1）②流体的剪切应变γ随τ作用时间延长而线性增加；见图（2）2、牛顿流体的特点τtt1t2（1）（2）③无论、τ如何变化，μ仅是分子结构、温度的函数，与τ和无关，即：μ=f（分子结构、温度）见图（

2、4）对τ=μ取对数，得：㏑τ=㏑μ＋㏑，以㏑τ—㏑作图，见图（3）直线的截距为㏑μ。㏑τ㏑μ㏑μ（4）（3）牛顿粘度μ的意义：反映了在一定温度下液体内部分子间摩擦力;抵抗外力所引起流体变形的能力；流体本身固有的属性。④牛顿流体的形变具有不可逆性，应力去除后，形变会保持下来，故称粘性流体。①低分子化合物的液体或溶液。如水和甲苯等。②极少数聚合物熔体（聚碳酸酯、偏二氯乙烯—氯乙烯共聚物等）。③在一定范围内（＞104s-1，＜10s-1）大多数的聚合物熔体。3、牛顿流体的种类聚合物成型加工范围：10s-1＜＜104s-1；在此范围内，聚合物流体的流动行为与牛顿流体不符。10s-11

3、04s-1牛顿流体牛顿流体非牛顿流体2、1、2非牛顿型流体及其流变方程1、非牛顿型流体非牛顿型流体的共性：①在一定温度下，τ与不成正比；②其粘度ηa不是常数，随τ或变化。流体粘度不但对物质结构、温度有依赖性且对也有依赖性。即：ηa=f（分子结构、温度、）根据ηa随τ、变化规律不同，非牛顿流体分为：③流动中包含不可逆形变及可逆形变；④ηa为在某一加工条件下流动性的参数，不能完全反映高聚物抵抗不可逆形变能力；假塑性流体、膨胀性流体和宾哈流体。（1）假塑性流体假塑性流体流动曲线见图4-3。假塑性流体种类：①在10s-1＜＜104s-1内，高聚物熔体；高聚物熔体，大分子彼此缠结，受到

4、剪切作用时，缠结点打开，大分子沿流动方向排列，故ηa降低，且随增大，ηa更低。②高聚物溶液及悬浮液。高聚物溶液，溶剂化作用使得线团或粒子内封闭的溶剂小分子。剪切作用，溶剂小分子被挤出，粒子和无规线团尺寸减小，流动阻力下降，粘度降低。③混炼胶、塑炼胶；混炼胶、塑炼胶，剪切作用的增加使得分子链断链，导致分子量下降，粘度降低。（2）膨胀型流体特性：随增加ηa增加，即“剪切增稠”。类型：①固体含量较大的悬浮液，例如：PVC糊悬浮液；②少数含固体填充物（高含量）的聚合物熔体；③流动中产生结晶的聚合物熔体；为何具有“剪切增稠”特性？多分散体系；高含量，高硬度微粒为分散相，分散介质在其间起

5、润滑作用。增大，粒子相互碰撞，导致润滑不足，流动阻力增加，粘度上升。（3）Binham流体特征：τ较小不流动，呈现凝胶状态，只发生弹性变形；当τ＞τy（临界剪切应力），开始流动，流动行为近似牛顿流体，见图a。类型：所有高聚物在其良溶剂中形成的浓溶液行为与Binham流体相近。该液体在静止时内部存有凝胶结构，当外加应力大于τy时，凝胶崩溃，流动行为与牛顿流体相似。3、聚合物熔体的流动曲线2、非牛顿流体的指数定律方程×在宽剪切速率范围内的聚合物熔体㏒ηａ—㏒　　曲线；Ⅰ和Ⅲ——牛顿流动区；Ⅱ——非牛顿区；×——表示熔体破裂；加工方法剪切速率S-1加工方法剪切速率S-1模压成型混炼

6、与压延挤出成型1～1010～102102～103注射成型纤维纺丝103～104103～105成型加工方法不同，剪切速率范围不同。成型方法与剪切速率2、2影响聚合物流变行为的主要因素聚合物的流变行为主要表现——粘度变化——ηa与成型加工工艺条件（T、P、n）有关。n——转速，反映剪切速率；1、剪切速率的影响聚合物熔体的一个显著特征是具有非牛顿行为，其粘度随剪切速率的增加而下降。应注意的是：不同聚合物ηa对及τ有不同的依赖性。聚合物η（102S-1）η（103S-1）聚合物η（102S-1）η（103S-1）POM2.4HDPE7.6PA61.6LDPE5.1PA661.5PP

7、5.5PPS3.2PVC6.8PC3.8HIPS5.0一些高聚物粘度对剪切速率的敏感性指标η（102S-1）/η（103S-1）粘度对敏感性较明显的有LDPE、HDPE、PP、PS、HIPS、ABS；PPS、PA1010、PA6、PA66、PBT、POM和PC则对不敏感。意义：①ηa对敏感的高聚物，提高可使其ηa下降。使聚合物熔体容易通过浇口顺利充满模具型腔，并使大型注塑机能耗降低。②但对敏感性大的高聚物的成型，稍微的波动都会影响其制品的质量。成型加工中应如何选择剪切速率的范围？2、温度的影响随着温度