聚合物流变学基础期末复习资料.doc

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1、绪论1.流变学是一门研究材料流动及变形规律的科学。2.聚合物流变学是研究高分子液体，主要指高分子熔体、高分子溶液，在流动状态下的非线性粘并行为，以及这种行为与材料结构及其他物理、化学性质的关系。第一章流变学基本概念1.高分子液体的奇异流变现象。答：（1）高粘度和“剪切变稀”；通常把具有剪切变稀效应的流体称为假須性流体，把具有剪切变稠效应的流体称为胀塑性流体。（2）Weissenberg效应，又称包轴现象，爬杆现象；（3）挤出胀大现象：是指高分子熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸d大于口模尺寸D,截面形状也发生变化的现象。原因：高分子熔体具有弹•性记忆能

2、力所致。熔体在进入口模时，受到强烈的拉伸和剪切形变，其中拉伸形变属弹性形变。这些形变在口模中只有部分得到松弛，剩余部分在挤出口模后发生弹性冋复，出现挤出胀大现彖。消除办法：当挤出温度升高，或挤出速度下降，或体系中加人填料而导致窩分子熔体弹性形变减小时，挤出胀大现象明显减轻。（4）不稳定流动和熔体破裂；现象：挤出物农面粗糙。随着挤出速度的増大，可能分别出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变，最后导致完全无规则的挤出物断裂，称之为熔体破裂现象。实质：高分子熔体帅性行为的典型农现。（5）无管虹吸，拉伸流动和可纺性；现象：对牛顿型流体，已知当虹吸管提高到离

3、开液而时，虹吸现象立即终止。对髙分子液体，当虹吸管升离液而后，杯中的液体仍能源源不断地从虹吸管流出，这种现象称尢管虹吸效应。原因：与高分子液体的弹•性行为有关，这种液体的弹•性性质使之容易产生拉伸流动，而口拉伸液体的自山表面相当稳定。实验表明，高分子浓溶液和熔体都具有这种性质，因而能够产生稳定的连续拉伸形变，具有良好的纺丝和成膜能力。（6）孔压误差和弯流压差；现彖：测量流体内压力吋，若压力传感器端面安装得低于流道壁面，形成凹槽，则测得的高分子液体的内圧力将低于压力传感器端而与流道舉•而相平时测得的压力，这种压力测量误差称孔压误差。牛顿型流体不存在孔压

4、误差，无论压力传感器端面安装得与流道壁面是否相平，测得的压力值相等。高分子液体有孔压误茅现象。原因：在凹槽附近，流线发生弯曲，但法向应力差效应有使流线伸直的作用，于是产生背向凹槽的力，使凹置的压力传感器测得的液体内压力值小于平置时测得的值。在实施流变测量时，应当注意这一效应。同样地，当高分子液体流经一个弯形流道时，液体対流道内侧庶和外侧壁的压力，也会因法向应力差效应而产生差异。通估内侧庶所受的压力较大。（7）湍流减阻效应：指在高速的管道湍流中，若加入少许高分子物质，则管道阻力将大为减小的现象，又称Toms效应。原因：湍流减阻的机理目前尚不完全清楚,但

5、肯定与高分子长链柔性分子的拉伸特性有关。具有弹性的大分子链的取向改变管流内部的湍流结构，使流动阻力大大减小。（8）触变性和震凝性：触变性和震凝性指在等温条件下，某些液体的流动粘度随外力作用时间的长短发生变化的性质。粘度变小的称触变性，变大的称震凝性，或称反触变性。流体发生触变效应时，可以认为液体内部有某种结构遭到破坏，或者认为在外力作用下体系内某种结构的破坏速率大于其恢复速率。而发生震凝效应时，应当有某种新结构形成。2.简单实验相关知识。答（1）简单实验特点：材料是均匀的，各向同性的，血材料被施加的应力及发生的应变也是均勻和各向同性的°（2）简单实验

6、有各向同性的压缩与膨胀，拉伸和单向压缩，简单剪切和简单剪切流动。3.有些材料在工作时，其所受的外力不随时间而变化，这时其内部的应力大小也不变，称为静应力。1.有些材料在工作时，其所受的外力随时间呈周期性变化，这时内部的应力也随时间呈周期性变化，称为交变应力。材料在交变应力作用下发生的破坏称为疲劳破坏。通常材料承受的交变应力远小于其静载下的强度极限时，破坏就可能发生。2.材料山于截面尺寸的改变而引起应力的局部增大，这种现象称为应力集中。对于纽织均匀的脆性材料，应力集中将大大降低构件的强度。3.应力定义为单位面积上所承受的附加内力。4.应变：各向同性的压

7、缩和膨胀、拉伸和单向压缩、简单剪切和简单剪切流动。&流变学中，应力的性质包括三个方而：应力的大小、应力的方向、应力作用在材料的哪个表而上。9.采用应力的分量表示法，两个下标：第一个下标表示该应力的作用而，第二个下标表示应力的方向。10.应力的法向分昴：作用力的方向与作用面垂直（两个下标相同）；山这种应力产生的应变为拉伸和压缩。应力的切向分量：作用力的方向与作用面平行（两个下标不同，如tyx：x方向应力作用在yiilt）。11.各向同性的压缩和膨胀。长方体边长为a,b,c,膨胀后变为X,b每条边增加的倍数是相同的，即：a=«af,b=«bf,c=qc

8、‘，^a=-=-=-f应变£=a—1=山=口=出，e—边长变化量与原始长度比。abcabc£>0,G〉l,试