高分子材料流变学课件.ppt

《高分子材料流变学课件.ppt》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、QingdaoUniversityofScienceandTechnologyQingdao，2011高分子材料流变学RheologyofPolymerMaterials青岛科技大学SchoolofPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院王新杨文君青岛科技大学SchoolofPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院研究高分子材料流变性的意义高分子熔体和溶液具有流动性和可塑性，是高分子材料可以加工成型不同形状制品的依据；研究流变规律性，对于聚合工程和聚合物加工工程的合理设计、优化和正确操作，实现高产、优质、低耗具有指导意义；在

2、当前高分子工程中，流变学设计已成为分子设计，材料设计，制品设计及模具与机械设计的重要组成部分。主要内容第1章高分子液体的奇异流变性和流动机理1．1奇异的流变性质1．2高分子黏流态特征及流动机理第2章高分子液体的基本流变性质2．1基本物理量与基本流变函数2．2假塑性流体的流动规律2．3关于“剪切变稀”和熔体弹性的说明第3章关于高分子液体黏弹性的讨论3．1影响剪切黏度的主要因素3．2高分子液体弹性效应的描述第4章剪切黏度的测量方法4．1毛细管流变仪测量表观剪切黏度4．2恒速式双毛细管流变仪简介4．3锥－板型转子流变仪简介4．4落球式黏度计的测量原理第5章高分子熔体流动不稳定性5．1挤出过程中

3、的畸变和熔体破裂行为5．2纺丝成型过程中的拉伸共振现象第6章加工成型过程的流变分析6.1压延工艺的流变分析6.2挤出成型的流变分析6.3注射成型的流变分析青岛科技大学SchoolofPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院第一章高分子液体的奇异流变性和流动机理1．1奇异的流变性质“剪切变稀”行为（shear-thinning）:多数高分子液体的黏度随剪切速率增大而下降。“剪切变稠”效应（shear-thickening）:呈少数高分子体系，如高浓度的聚氯乙烯塑料溶胶、高浓度填充体系等，黏度随剪切速率增大反常地升高。通常把具有“剪切变稀”效应的流体称假塑性流

4、体（pseudoplasticfluid），具有“剪切变稠”效应的流体称胀流性流体（dilatantfluid）。它们均属于非牛顿流体范畴。1）高黏度与“剪切变稀”行为2）挤出胀大现象图8-1挤出胀大效应示意图又称口模膨胀效应（dieswell）或Barus效应青岛科技大学SchoolofPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院3）爬杆现象（Weissenberg效应）又称Weissenberg效应。出现原因也被归结为高分子液体是一种弹性液体，具有法向应力差效应。图8-2高分子液体“爬杆”效应示意图4）挤出畸变和熔体破裂现象光滑20s-1光滑30s-1鲨鱼

5、皮畸变100s-1鲨鱼皮畸变200s-1黏-滑转变300s-1螺纹状畸变800s-1螺纹状畸变1000s-1熔体破裂2000s-1图8-3不同挤出速率下LLDPE熔体挤出物外观照片青岛科技大学SchoolofPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院这些现象也与高分子液体的弹性有关。由于有弹性因此液体能承受拉伸形变，产生拉伸流动，且拉伸液流的自由表面相当稳定。这是高分子液体具有良好纺丝（一维拉伸）和成膜（一维或二维拉伸）能力的根据。5）无管虹吸，拉伸流动和可纺性图8-4无管虹吸和侧壁虹吸效应示意图（N表示牛顿流体，P表示高分子液体）青岛科技大学Schoolo

6、fPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院1.2高分子黏流态特征及流动机理黏流态高分子材料的黏流态，指温度处于黏流温度（Tf）和分解温度（Td）之间的一种凝聚态。从宏观看，黏流态主要特征是在外力场作用下，熔体产生不可逆永久变形和流动。微观看，发生黏性流动时分子链产生重心相对位移的整链运动。非晶态线形高分子材料的形变-温度曲线示意图ML、MH分别代表低分子量和高分子量低结晶度线形高分子材料的形变-温度曲线示意图ML、MH分别代表低分子量和高分子量青岛科技大学SchoolofPolymerScience&Engineering高分子科学与工程学院研究表明，黏流

7、态下大分子流动的基本结构单元并不是分子整链，而是链段，分子整链的运动是通过链段的相继运动实现的。研究高分子黏流活化能时发现，当熔体分子量很低时，随分子量增大而增大。分子量达到一定值后，值趋于恒定。与该恒定值对应的最低分子量相当于由20-30个C原子组成的链段的大小，说明熔体流动的基本结构单元是链段。表8-2部分聚合物的流动温度聚合物流动温度/℃聚合物流动温度/℃天然橡胶126-160聚丙烯200-220低压聚乙烯170-200聚甲基