聚合物流变学基础复习课.ppt

复习课 (1) 1. 基本概念 1.1 应变 (1) 各向同性压缩或膨胀 以立方柱体为例 (2) 拉伸和单向压缩 (3) 简单剪切 1.2 应变张量 应变张量表达式 (1) 同性压缩 (2) 拉伸 (3) 剪切 1.3 应力 单位面积所承受的附加内力。 1.4 应力张量 (1) 拉伸 （剪切应力，拉伸应力） (2) 同性压缩 (1) 拉伸 (3) 剪切 2. 线性弹性 2.1 虎克定律 弹性常数：E，K，G,ν。 2.2 线性弹性变形的特点 ● 变形小 ● 变形无时间 依赖性 ● 变形在外力除去后完全回复 ● 无能量损失 ● 应力与应变成线性关系 3. 线性粘性流动 3.1 剪切流动 3.2 牛顿流体 粘度的单位:泊(P),1秒?牛顿/米2 换算关系:牛顿/米2 ? 1秒=10泊 3.3 线性粘性变形的特点 ● 变形的时间依赖性 ● 流体变形的不可回复性 ● 能量损失 ● 正比性 3.4 流动方式 (1) Poiseuille Flow ① 速度及速度分布 -R R VZ r r ② Hagen-Poiseuille Law (2) Couette flow 内筒 外筒 注意： 外筒旋转 (3) Cone and plate flow ? ? ? 0 ? ① 速度分布 (4) Torsional flow ① 速度分布 r R dr ? 3.5 粘度的温度依赖性 (1) Arrhenius Equation 适应条件：T Tg +100 0C 适应条件： Tg ~Tg +100 0C (2) WLF Equation 4.非线性粘性 4.1 几种非牛顿流体 膨胀性 假塑性 牛顿体 宾汉姆体 膨胀性 牛顿体 假塑性 应力与应变速率的关系 表观粘度与剪切速率的关系 4.2 表观粘度、零切粘度和微分粘度 其中: 4.3 Weissenberg-Rabinowitch （Hagen-Poiseuille Law） （Rabinowitch） 4.4 Poiseuille 流动中的流速分布 用毛细管粘度计测定非牛顿流体的粘度,需进行两项校正: Bagley(入口) 和Weissenberg(管壁) n=0 n=0.1 n=1 n=3 n=? 4.5 幂律定律 4.6 触变性和流凝性 4.7 聚合物熔体加工中切变速率范围 成型加工方法 切变速率 （s-1） 成型加工方法 切变速率 （s-1 ） 压制 混炼与压延 开炼 1~10 10~102 5*101~5*102 挤出 纺丝 注射 102~103 103~105 103~104 4.8 拉伸粘度 4.9 法向应力效应 (1)第一法向应力差 (2)第二法向应力差 在Poiseuille流动中： 在Couette流动中： 在锥板流动中： 法向应力效应是非牛顿流体的特性。 牛顿流体必须满足的条件： 1.从下图中的已知条件回答问题:该高聚物 零切变速率下的粘度η0=( )10-1 Pa·s, 极 限粘度η∞=( )10-1Pa·s,当剪切速率=( ) s-1 时,其表观粘度ηa=104Pa·s.以下是某高聚物 的流动曲线，σ的单位为10－1N/m2。 习题 -8 -4 0 4 8 12 16 20 12 8 4 0 -4 lgσ 2. 已知某种流体，其粘度与切应力的关系 为 式中：n为流动行为常数；A、B、C、m均为常数。若已知CB，问此流体属何种类型？ 习题 3.用熔融指数测定仪在不同温度下测定 高压PE的MI值如表3-1，试求出高压 PE的表观流动活化能Ea。 T/℃ 129 147 168 190 208 226 MI 0.158 0.353 0.75 1.556 2.871 4.909 表3-1 不同温度下高压PE的MI 习题