聚合物的流变学课件.ppt

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1、9PolymerRheology聚合物的流变性PolymerPhysics高分子物理流变学是研究材料流动和变形规律的一门科学，可将物质结构与性能联系起来广泛应用于各种工业材料，如橡胶、塑料、金属等各种地质材料，如岩石、土、石油、矿物等Rheology流变学1869，麦克斯韦发现，材料可以是弹性的，又可以是粘性的经过长期探索，人们发现，一切材料都具有时间效应1920，LehighUniversity教授EugeneBingham正式提出RHEOLOGY，来源于希腊哲学家赫拉克利特(Herraclitus

2、)的经典名言“PantaRhei万物皆流everythingflows”1929，美国首先成立流变学学会，流变学逐渐形成独立学科1939，荷兰皇家科学院成立了以伯格斯教授为首的流变学小组1940，英国出现流变学家学会1948，国际流变学会议在荷兰举行。荷兰的工作处于领先地位1985，中国流变学专业委员会ChineseSocietyofRheology成立，是中国化学会和中国力学学会下设的一级专业委员会流变学研究力引起的变形，有实验与理论模拟两个途径。试验方面采用毛细管流变仪等多种流变仪，测量在不同剪切

3、应力作用下流体粘度、流速等的变化，得出物质模量、分子量等重要性质聚合物的流动，不是高分子链之间的简单滑移，而是运动单元依次跃迁的结果(蛇形)聚合物的流变行为强烈依赖于分子结构、分子量及其分布、外界条件(温度、压力、时间、作用力的性质和大小)等Rheology流变学流变性流动变形粘性，不可逆过程，耗散能量弹性，可逆过程，储存能量非线性粘弹性绝大数高分子的成型加工，如挤出，注射，吹塑等，是在粘流态下进行的弹性形变及其后的松驰影响制品的外观、尺寸稳定性Tocauseapolymertodeformorflo

4、wneedaforce(a)iftheforceiswithdrawnquicklypolymerwillrebound回弹(arelaxationprocess)(b)iftheforceisappliedconsistentlypolymerwillflowirreversiblytheflowingpolymerliquidwillbeveryviscousduetochainentanglementandfrictionaleffectsamorphouspolymersareviscoe

5、lasticmaterialscombinationofelasticityandviscousflowRheology流变学ConceptofRheology流变的概念Rheology流变Deformation形变Flow流动牛顿流体与非牛顿流体聚合物熔体的切粘度聚合物熔体的弹性表现Polymerchainsegmentsarestretchedbytheforce,thisistheelasticelementofthemotionHeatisgeneratedAsthePolymerchain

6、segmentsarestretched,thereisfrictionbetweenthesechainsegments–thisistheviscousdampingelementWhentheforceisremoved,thechainsreturntotheoriginalstate–duringthismotion,thereisalsofrictionConceptofRheology流变的概念9.1MeltFlow液体流动ShearFlowandViscosity剪切流动与粘度Shea

7、rrateShearstressShearstrain:Meltviscosityvv+dvFFdxdyANewton'slaw剪切应力剪切应变切变速率1Pas=10poise(泊)牛顿流动定律液体内部反抗流动的内摩擦力牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关TypesofMeltFlow液体流动的类型类型Newtonian牛顿流体Non-Newtonian非牛顿流体Bingham宾汉Pseudoplastic假塑性Dilatant胀塑性Thixotropic触变性曲线公式

8、n<1n>1实例小分子沥青高分子浓溶液高分子熔体颗粒填充高分子熔体PVC糊胶冻ShearrateShearstressShearrateShearstressShearrateShearstressShearrateShearstressTimeViscosity触变性流凝性切力变稀屈服应力切力变稠criticalshearstressProbablycausedbysomespecialtypeofstructuralarrangement,arisi