0202-1第二章 第二节1流变学概念及基础知识.ppt

第二章 聚合物加工理论基础 第一节 材料的加工性 第二节 聚合物流体的流变性质 第三节 聚合物在成型加工过程中的各种物理变化及化学变化 第二节 聚合物流体的流变性质 一、什么是流变学？ 二、流变学基础知识 三、聚合物流体的剪切流动特征 四、聚合物流体流变行为有哪些影响因素 知识点、重点及难点提示 知识点： 什么是流变学？其研究内容、分类方法、相关基本概念及基础知识；流变学基本研究方法；聚合物流体类型；不同流体类型的特征及其机制。 重点： 流变的概念；流变学基本概念及基础知识；流变学基本研究方法；聚合物流体的类型划分及其原理。 难点： 如何准确理解和把握“流变”的概念以及相关的实验现象？要和其内在的多重高分子热运动本质相联系？ 第二节 聚合物流体的流变性质 一、什么是流变学？ 二、流变学基础知识 三、聚合物流体的剪切流动特征 四、聚合物流体流变行为有哪些影响因素 一、什么是流变学？ 1. 什么是流变？ 2. 流变现象的普遍性 3. 流变现象基于空间结构基础上的时间尺度特征 4. 什么是流变学？ 5. 聚合物流变学的具体研究对象或研究内容 1. 什么是流变？ 流变： 流动和变形：有流动即有变形?有变形则要看哪个尺度意义上产生了流动? 可以这样理解：流变在本质上是材料某尺度上的运动单元（如分子链）在外场作用下产生相对运动，同时伴随因材料结构变化引起材料形变响应的现象或过程。 尺度----研究意图？ 2. 流变现象的普遍性 2. 流变现象的普遍性 自然世界是由各种不同特性的流体组成的： 如水、油、砂石、矿物、粘土、溶液、悬浮液、乳液、橡胶、…… 生活中的流变现象： 洪水、泥石流、煤矿倒塌、沙尘暴、沙滩、海浪、果汁、巧克力、蠕变、应力松弛…… 请举例： 日常生活中就发生在你身边的的流变现象？ 2. 流变现象的普遍性 3. 流变现象基于空间结构基础上的时间尺度特征 例子1：水面上散步？ 一般而言，一个人很难在水面上自由行走，但我们的教授说，这在理论上是可以的，并且不必借助特别的工具，只要…… 4. 什么是流变学？ 流变学： 研究流变的科学。 研究材料呈流体状态时在外力作用下流动和变形的科学。 研究材料呈流体状态时流变现象或过程的科学。 →由于流变现象的普遍性，流变学的研究内容非常丰富。 5. 聚合物流变学的具体研究对象或研究内容 a）聚合物体系的结构特征及其在流场作用下的变化规律，在此基础上从选材、工艺条件控制、加工设备及成型方法选择的角度进行产品设计，建立产业研发平台，为产业适应市场需求提供技术支持和保证（研发部门）； b）优化和调整成型加工条件，实质上是通过控制流场等工艺技术条件进一步调控体系结构的变化（工艺工程师） ； c）质量控制，通过研究聚合物体系的流变学特征判断其结构特征（品控工程师）。 第二节 聚合物流体的流变性质 一、什么是流变学？ 二、流变学基础知识 三、聚合物流体的剪切流动特征 四、聚合物流体流变行为有哪些影响因素 二、流变学基础知识 1. 流变学分支领域划分 2. 静态流变学及聚合物流体类型 3. 动态流变学 1.流变学分支领域划分 结构流变学： 结构特征------流变行为特征 加工流变学： 流变行为特征------成型加工条件 1.流变学分支领域划分 宏观流变学： 即从宏观视角切入，采用经典的唯象研究方法，视聚合物由连续质点构成，且其性能为位置的连续函数，进而从建立粘弹模型出发，进行应力-应变或应变速率的分析，归纳总结实验数据形成唯象的经验规律，实现流体流变行为的描述和预测，研究材料的结构与性能。 微观流变学： 即分子流变学，是从分子运动的角度出发，自微观分子链的运动行为特征着手，对材料的力学行为和分子运动过程进行相互关联，发展高分子动力学理论，提出材料结构与宏观流变行为的联系，并以此为基础演绎形成规律性的认知。 注：两种方法结合起来的研究，常取得较好效果。但它们都离不开实验室流变性能的测定。 1.流变学分支领域划分 3）按照对研究对象的处理方式划分： 当代流变学： 平均场→超越平均场 1.流变学分支领域划分 4）按照研究途径的不同进行划分： 1.流变学分支领域划分 5）按照具体实验操作方法的不同划分： 1.流变学分支领域划分 6）按照应用领域的不同进行划分： 二、流变学基础知识 1. 流变学分支领域划分 2. 静态流变学及聚合物流体类型