《聚合物的流变性》PPT课件

《《聚合物的流变性》PPT课件》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、9.1牛顿流体和非牛顿流体9.1.1牛顿流体牛顿流动定律：τ=η牛顿流体：符合牛顿流动定律的流体如：水、甘油图9－2典型牛顿流体的流动曲线图9－1切应力和切变速度的定义9.1牛顿流体和非牛顿流体9.1.2非牛顿流体非牛顿流体：不满足τ=η的流体，都为非牛顿流体图9－3各种类型流体的τ、η对γ的依赖性N—牛顿流体，D—切粒增稠流体；S—切力变稀流体iB—理想的宾汉体；pB—假塑性宾汉体（1）宾哈流体，也称塑性流体即超过屈服应力σy以后才流动，且产生牛顿流动的流体宾汉方程：σ-σy=η9.1.2非牛顿流体（2）胀塑性流体（切力增稠）随增

2、加，σ显著增加，增大流体的需要很大的σ，这样的流体称为胀塑性流体（胀流性流体）9.1牛顿流体和非牛顿流体幂律定律：非牛顿指数n=1牛顿流体n<1假塑性流体n>1胀塑性流体表观粘度：非牛顿流体ηa=kn-1不反应流体不可逆的难易程度，只大致比较流动性好坏零切粘度：（3）假塑性流体（切力变稀）流动曲线通过原点，随的增加，σ增加的速率有所降低，将曲线上的一点做切线，交于纵轴上都有一个虚拟的σy，将这样的流体称为假塑性流体如：几乎所有的高分子熔体的浓溶液9.1.2非牛顿流体9.1.2非牛顿流体与时间有关的流体:(4)触变性流体维持恒定的所需

3、的σ随t的增长而减少如：涂料（摇溶性）胶冻油漆(5)流凝性流体：维持恒定的所需的σ随t的增长而减少如：一定下的饱和聚酯（摇凝性）图9－5流体表观粘度与时间的关系图9－6触变体和流凝体的滞回流动曲线9.1.3聚合物的粘性流动由幂律定律导出：lgτ=lgk+nlgn：斜率流动曲线可分为三个区域：第一牛顿区：ηo：→0时的粘度当↑时，n<1缠结程度最大，粘度高假塑性区：熔体成型区ηa=б/当↑时，ηa↓切力变稀在σ作用下，发生构象变化，解缠，ηa随↑而↓图9－7聚合物熔体和溶液的朴实流动曲线9.1.3聚合物的粘性流动第二牛顿区：强剪切，缠

4、结全部破坏，粘度达最低值熔融指数(MI)：塑料工业恒定T、P，单位时间熔体从毛细管中的流出量门尼粘度：橡胶工业恒定T、r，未硫化胶对转子转动的阻力MI1003+49.2聚合物熔体的切粘度9.2.1测定方法9..2.1.1落球粘度计一个半径为r，密度为ρs的小球，在密度为ρ1的液体中以恒定速率ν下落，可用斯托克斯方程求出液体介质的粘度，记作斯托克斯粘度ηs:式中K——仪器常数t——小球由a到b所需的时间η0————零切粘度该法只能测定低切变速率下的粘度，故可视为零切粘度；不能用落球粘度计来研究聚合物粘度的切变速率依赖性，但可配合其他方

5、法来测定聚合物在低切变速率下的粘度.9.2聚合物熔体的切粘度9..2.1.2毛细管粘度计优点：结构简单、可以在较宽的范围调节切变速率和温度，得到十分接近于加工条件的流变学物理量常用的切变速率范围：101~106s-1切应力范围：104~106N/m29.2聚合物熔体的切粘度9..2.1.2毛细管粘度计（1）切应力表达式在无限长的管中取一长度为L,二端压差为△P的液柱，在半径为r的圆柱面上，在稳流时，阻碍流动的粘流阻力应予两端压差所产生的促使液柱流动的推动力平衡，即：则：dp——活塞杆的直径，——最大切应力9.2聚合物熔体的切粘度9.

6、.2.1.2毛细管粘度计（2）牛顿切变速率或表观切变速首先求出牛顿切变速率与压差的关系：接着计算线速度v的分布和体积流率Q:9.2聚合物熔体的切粘度9..2.1.2毛细管粘度计（2）牛顿切变速率或表观切变速从前面的式子可得管壁表观切变速率与体积流量Q的关系：所以有：又因为：9.2聚合物熔体的切粘度9..2.1.2毛细管粘度计（3）非牛顿流体的修正式中n——非牛顿指数所以有：非牛顿流体的表观粘度由下式计算：9.2聚合物熔体的切粘度9.2.1测定方法9..2.1.3旋转粘度计旋转粘度计有三种形式：同轴圆筒式、锥板式及平行板式在同轴圆筒式

7、粘度计中，流体装在两个同轴圆筒之间的缝隙中，其中一个以恒定速率相对于另一个运动，测定转距值和角频率，即可求得切应力和切变速率：r—圆柱状液层离轴线的距离；L—内筒进入被测液体中的深度；A—仪器常数9.2.2影响因素及分子解释9.2.2.1分子结构与熔体结构刚性及分子间相互作用增大，粘度变大如：有极性、氢键等分子量增加，分子间相互作用增大，粘度变大分子量大，分子链长，易缠结分子量及其分布当低时，分子量分布宽的试样粘度高于分子量分布窄的分布宽的，长分子链相对较多，易缠结当高时，分子量分布宽的试样粘度低于分子量分布窄的当高时，缠结的较长的

8、分子链容易被破坏，切力变稀支链（分子量相等时）长支链：主链和支链都发生缠结，粘度增大短支链：增大分子间距，粘度小9.2.2影响因素及分子解释9.2.2.1分子结构与熔体结构共聚（分子量相等时）规整性被破坏，粘度降聚合方式悬浮聚合PVC