7高聚物的流变性质

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1、高分子材料熔融后高分子熔体（T大于粘流温度Tf或熔点Tm）的凝聚状态高分子流体第七节高聚物的流变性质高分子溶液粘性，TheRheologyofPolymer流动不可逆过程流变性非线性粘弹性Liquids弹性，变形可逆过程2流变行为影响最终产品的力学性质一、高聚物熔体流动的特点n粘度大，流动性差加工过程中流动场n高聚物熔体的粘度比小分子液体大得多，如塑炼天然胶的粘度可达104～105Pa·S，而水在室温下的粘度仅为0.001Pa·S。分子结晶、取向排列n高分子流动是通过链段的位移运动来完成的n粘流态下大分子运动的基本结构单元不是分子整链，而是链段，所谓大分子的整链运动，

2、是通过链段相继跃迁，分段位移实现的。高分子制品的力学性质34二、高聚物的流动性n熔体流动时伴随高弹形变2.1流动形式n在外力作用下，高分子链沿外力方向发生伸展，当外力2.2流体类型及其流动特征消失后，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。2.3高分子液体的流动曲线及流动特征2.4高分子液体流动性的表征方法2.5影响高分子液体流动性的因素分子整链链段分子整链的运动如同一条蛇的蠕动5612.1流动形式n按照雷诺准数（Re）的大小来分类n按外力作用方式或流谱的不同分类nRe≤2300，层流：流体质点均沿流动方向运动，没有其他方向的相n剪切流动：能产生横向的

3、速度梯度场（即流体的速度方互碰撞和混合向与速度的变化方向相垂直）的流动；nRe≥4000，湍流：流体质点不仅沿流动方向运动，同时还有其他各个方向的随机脉动，可引起质点间互相碰撞、混合n拉伸流动：能产生纵向的速度梯度场（即流体的速度方n2300≤Re≤4000，过渡区。向与速度的变化方向相平行）的流动。层流火焰和湍流火焰速度梯度流动方向流动方向速度梯度剪切流动拉伸流动782.2流体类型及其流动特征流动曲线类型n定义物理量n牛顿流体n剪切应力τ—单位层面上的剪切力，单位为Pa；n流动规律符合牛顿粘度定律的流体，剪切粘度为常数。n剪切速率（或速度梯度）g&—单位时间内发生的

4、剪切形t=hg&0变（或垂直于流动方向上的速度梯度），单位为s-1。n非牛顿流体n流动曲线n流动规律不服从牛牛顿流体顿粘度定律的流体。n表征τ与g&之间关系的曲线。n流动规律？910幂律方程高聚物流体类型n幂律方程n牛顿流体nt=K×g&（剪切速率范围：100-103s-1）n一定条件下的聚碳酸酯、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物等。nK和n为材料参数，n为材料的流动指数或非牛顿指数，表示该种n宾汉（姆）流体流体与牛顿流体的偏差程度。n牙膏、油漆、润滑油、聚合物在良溶剂中的浓溶液和凝胶性糊塑料宾汉流体等。n假塑性流体n=1,牛顿流体n橡胶、大多数热塑性塑料和高聚物溶液等n>1

5、,膨胀性流体假塑性流体牛顿流体n膨胀性流体n<1,假塑性流体n常发生于各种分散体系中，如高聚物悬浮液、胶乳和高聚物-填料体系等。膨胀性流体11122表观粘度2.3高分子流体的流动曲线nn-1n高分子流体不完全服从牛顿流动定律，属于非牛顿型流体。t=K×g&=hag&ha=t/g&=Kg&n表观粘度ha——曲线上一点到坐标原点的直线斜率。n表观粘度是剪切速率（或剪切应力）的函数。*高分子流体的流动曲线1314表观粘度和剪切速率的关系流动特征讨论（链缠结理论）n第一牛顿区n低剪切速率时，缠结与解缠结速率处于一个动态平衡，表观粘度保h0持恒定，定为h0，称零切粘度，类似牛顿

6、流体。n幂律区n剪切速率升高到一定值，解缠结速度快，再缠结速度慢，流体表观粘度随剪切速率增加而减小，即剪切变稀，呈假塑性行为。h¥n第二牛顿区n剪切速率很高时，缠结遭破坏，再缠结困难，缠结点几乎不存在，表观粘度再次维持恒定，定为h¥，称牛顿极限粘度，又类似牛顿流第一牛顿区幂律区（假塑区）第二牛顿区体行为。15162.4高分子流体流动性的表征方法n熔体流动速率（MFR）n可塑度n又称为熔融指数（MI），该参数是由标准熔体流动速率测定仪测n在橡胶加工厂常用威氏可塑度来表示胶料的流动性，从而快速确定定，主要用来表征热塑性塑料的流动性。胶料的塑炼程度及评价胶料加工性能的好坏。

7、n测定：在一定负荷下，一段时间（一般以10min计）内高聚物熔体从n是指被测试样在一定外力作用下产生压缩形变的大小和除去外力后仪器的标准口模中流出的质量（g）。保持形变的能力。n对于同一种高聚物，MFR值越大则其流动性越好；反之则流动性越n一般是可塑度越高，流动性越好。差。n拉伸粘度n门尼粘度n与剪切流动相似，在拉伸流动中，用拉伸粘度来表征物料拉伸流动的难易程度。n橡胶工业常用门尼粘度的大小来衡量胶料流动性的好坏。n通常在大应力作用下，高聚物的拉伸粘度比剪切粘度大一至两个数n测定：在一定温度（100℃）和一定的转子转速（2N/min）条件量级，这就是