聚合物流变学-复习提纲分解.ppt

① 温度：适当提高温度使弹性恢复容易，可使熔体发生破裂的临界剪切速率提高； ② 入口角：将模孔入口处设计成流线型，以降低熔体入口角； ③ 分子量及分子量分布：降低相对分子质量，适当加宽相对分子质量分布，使松弛 时间缩短，有利于减轻弹性效应，改善加工性能； ④ 增塑作用：采用添加少量低分子物或与少量高分子共混，也可减少熔体破裂; 硬质PVC挤出时少量丙烯酸树脂的加入可提高挤出速率并改进制件的外观光泽 ⑤ 口模制造尺寸：临界剪切速率随着口模长径比的增加而增大; ⑥ 口模制造材料：黄铜制造口模常具有更好的熔体挤出稳定性; ⑦ 拉伸取向作用：挤出后适当牵引可减少甚至避免熔体破裂; ⑧ 工艺条件：控制加工条件在临界剪切应力和临界剪切速率以下； 在聚合物成型加工过程中，应通过调节各种工艺参数，尽可能避免不稳定流动，从而避免成型制品性能的劣化。 要避免或减轻聚合物熔体产生熔体破裂现象，可从以下几方面考虑： 聚合物剪切粘度的测定 流变测量的目的 材料结构的流变学表征 工程流变学研究和设计 检验和指导流变本构方程理论的发展 毛细管型流变仪 转子型流变仪 转子转矩型流变仪 振荡型流变仪 流变仪器类型 根据物料的形变历史，流变测量实验可分为： 稳态流变实验 动态流变实验 瞬态流变实验 根据物料的流动形式可分为： 剪切流场测量 拉伸流场测量 牛顿流体的流量和表观切变速率 非牛顿流体的流量和表观切变速率计算 雷比诺维茨修正： 流变学基础方程 Chapter II  Fundamental equation of Rheology 标量、矢量和张量 流变学基本物理量 在选定测量单位后，仅由数值 大小所决定的/说明其性质的物理量叫做数量或标量 (Scalar) 。 温度、质量、时间、电压、电阻、密度、流体静压强等均为标量。 既有方向又有大小的量称为矢量：即在选定了测量单位后，既需要知道测得的数值，又要知道在空间的一定方向，才能说明其性质的物理量叫矢量 (Vector)。 速度、位移和温度梯度等均为矢量。 在一点处不同方向上具有不同量值的物理量称为张量 (Tensor)。 应力、应变等均是张量。 张量表达形式： 特殊张量 1. 单位张量 称为克朗内克符号，定义为： 2. 对称张量 二阶张量的下标 i 和 j 互换后所代表分量不变，称为二阶对称张量。即： 3. 反对称张量 特征：对角线各元素为零，仅有三个独立分量： 推论：任一 二阶张量 均可唯一分解为一个二阶对称张量与一个二阶反对称张量之和。 算子、梯度、散度和旋度 哈密尔顿算子(Hamiltonian operator, H)：具有微分和矢量双重运算的算子 拉普拉斯算子(Laplacian operator)： 梯度：标量场不均匀的量度，记为grad φ 梯度运算规则： 散度：矢量场中任一点通过所包围界面的通量，并除以此微元体积，记为div v 对于速度场散度：div vi = 0， 称为无源场，具有不可压缩特性。 常用的速度散度常写为： 散度运算规则： 旋度：矢量场中对某一点附近的微元造成的旋转程度，记为 rot A 旋度向量：方向表示矢量场在该点附近旋转度最大环量的旋转轴， 大小则是绕着这个旋转轴旋转的环量与旋转路径围成的面元的面积之比 流动场连续性方程 连续性方程是质量守恒原理在流体运动中的表现形式。是质量不灭定律的数学表达。 连续性方程 控制体 在直角坐标系中取一个边长为 dx、dy、dz 的无限小的体积单元，称为控制体。 方程推导原理 单位时间内质量的累积量 = 进入量 - 流出量 物理意义：微元体积在单位时间内的质量累积量（增量）等于单位时间内流入该体积内流体质量的净值。 连续性方程偏微分形式： 写为向量形式： 全微分形式： 方程的讨论： 由时间变化而引起的质量变化，是由场的不稳定性引起的质量变化，是局部项； 由空间位置改变而引起的质量变化，是由场的不均匀性而引起的质量变化，是迁移项。 连续性方程在流变学中适用于：理想流体(无粘度的假想流体)、实际流体(牛顿型的或非牛顿型的，可压缩的或不可压缩的)；适用于定常流动(即流动场内各运动参数与时间无关的运动)，也适用于不定常流动的短时瞬间。 随体导数 定义：一种“全微-偏微分关系算符”，又称实质导数或实质微分算符 记为: 物理量F的随体导数为： 随体导数表示了物理量沿着质点随时间的变化一起运动时所产生的变化率。 随体导数由两部分组成： 第一项（局部导数或当地导数）是物理量的局部变化，即该量在空间一个固定点上随时间的变化，由场