第1章--高聚物的加工流变学.ppt

第一章 高聚物加工流变学基础 第一节 概述 第二节 高聚物熔体的流变行为 第三节 影响高聚物流变行为的主要因素 第四节 简单几何形状管道内高聚物的流动 第五节 高聚物液体流动过程中的弹性行为 第六节 高聚物液体流动性测定方法简介 第一节 概 述 一．高聚物加工流变学 研究高聚物在成型加工中流动和形变的科学称为高聚物加工流变学。 二．主要研究对象(内容） 主要是认识应力作用下高分子材料产生弹性、塑性和黏性形变的行为以及研究这些行为与各种因素之间的关系。主要因素有： 1. 高聚物体系的组成 ； 2. 高聚物的结构与性质； 3. 温度； 4. 力的大小、作用方式、作用时间。 ? 三．学习高聚物加工流变学的意义 流动和形变是高聚物成型加工过程中的基本工艺特征，流变学是高聚物成型加工理论的重要组成部分，所以它对高聚物成型加工具有非常重要的现实意义，主要表现在以下五个方面： 1. 有利于高分子材料的选择和使用。 2. 有利于最佳成型工艺条件的确定。 3. 有利于成型加工设备和模具设计。 4. 有利于提高制品质量和生产效率。 5. 对高分子合成具有重要指导意义。 ? 四．高聚物加工流变学研究进展概况 由于高聚物的流变行为很复杂（黏性流动、弹性效应、热效应等），所以对流变行为的研究很困难。基本情况为： 1. 对流变行为的研究基本是定性和半经验的。 2. 对流变行为的定量研究要有附加条件,与真实情况有差距。 第二节 高聚物熔体的流变行为 ??? 一 几个基本概念 1. 应力：单位面积上所受的力称为应力。 剪切应力（τ） 拉伸应力（б） 流体静压力（P） 2. 应变：材料在应力作用下产生的形变和尺寸的改变称为应变。(单位长度的形变量) 剪切应变（γ） 拉伸应变（ε） 流体静压力的均匀压缩。 3. 几种流动 （1）剪切流动： 高聚物受到剪切力作用而产生的流动称为剪切流动。 特征：具有横向速度梯度场的流动。 例子：聚合物在挤出机、口模、注塑机、喷嘴和流道以及纺丝喷丝板中的流动。 （2）拉伸流动： 高聚物受到拉应力作用而引起的流动称为拉伸流动。 特征：具有纵向速度梯度场的流动。 例子：初生纤维离开喷丝板时、用吹塑法或拉幅法生产薄膜。 （3）收敛流动： 例子：挤出成型、注射成型中物料进入口模、浇口和型腔（流道截面发生改变）。 4.流动主体及流动种类 聚合物熔体（主） 聚合物溶液 悬浮液 加工过程中聚合物的流变性质主要表现为粘度的变化，所以聚合物流体的粘度及其变化是聚合物加工过程最为重要的参数 根据流动过程聚合物粘度与应力或应变速率的关系，将聚合物的流动性为分为两大类： 牛顿流体：其流动行为称为牛顿型流动 非牛顿流体：其流动性为称为非牛顿流动 二 . 牛顿流体及其流变方程 1．层流和湍流 （1）层流：雷诺准数小于2100时为层流流动。 （2）湍流：雷诺准数大于2500时为湍流流动。 雷诺准数的过渡区一般为2000～2400或更多。 聚合物熔体的流动基