聚合物剪切粘性的影响因素.ppt

一．非牛顿流体的表征 1．聚合物流体的流动行为 ?12 与 非线性，粘度随 而变 当n=1时，牛顿流体，牛顿粘度?不变 流动曲线：聚合物流体的剪切应力?12与剪切速率 的关系的曲线。 流体的非牛顿指数n（ n =dlg ?12 /dlg ）越小， 表观粘度?a对 的依赖性越大 大分子链间发生的缠结。缠结点浓度↓ ?a ↓ （一）聚合物分子结构的影响 ②聚合物溶液的浓度C 对于聚合物浓溶液：C ↓ Mc ↑ 分布宽,黏度↓,非牛顿性增强 （二）加工条件的影响 1.聚合物溶液浓度对黏度的影响 浓度影响流动曲线： C↑，流体向非牛顿流动过渡，n↓。 2. 温度对黏度的影响 填加剂对粘度的影响 可溶性杂质 固体粒子增加，黏度增大 5.流体静压的影响 流体静压导致黏度增高。 ②调整工艺条件的依据 作lg ηa~ 1/2图 结构黏度指数△η 一．拉伸粘性的表征 拉伸粘度?e：流体对拉伸流动的阻力。 在稳态简单拉伸流动中： 式中：?11 为横截面上的拉伸应力（Pa）； 在低 下，聚合物为牛顿流体，?e与 无关， 二．影响拉伸粘度的因素 1．拉伸应变速率的影响 按洛奇模型 ： 2．温度的影响 ?e随温度↑而↓ 即符合Arrhenius方程式： 3．分子量及其分布的影响 分子量分布越宽， ηe越大。 4．混合的影响 共混体系的ηe无明显规律可循。 固体粒子填充，ηe增大。 拉伸黏性对聚合物加工的指导意义 本课习题 1.什么是零切粘度、极限粘度、表观粘度、拉伸粘度和结构粘度指数？ 2.分析影响聚合物流体流动性能的因素？ 3.聚合物流体有几种流动类型？切力变稀流体的原因是什么？ 4.哪些因素影响拉伸粘度？如何影响？ 一．聚合物流体弹性的表征 （1）弹性回缩： 突然切断从容器中倾出的液流会发生弹性回缩。 （3）孔口胀大效应： 聚合物流体从毛细孔中挤出时，在孔口处出现细流大于口模直径现象。 （4）Weisenberg效应： 小分子流体在搅拌轴周围为凹面，聚合物流体为凸面。 （5）无管虹吸现象（也称开口虹吸现象） （6）剩余压力现象：聚合物流体沿孔道流动时，出口处压力≠0，有剩余压降?Pexit。 （7）孔道的虚构长度：聚合物流体流经孔道时，孔端压力降(?P)实测 (?P)计算。相当于孔道增加了一段虚构长度。 弹性的本质： -----熵弹性。 流 体 的 弹 性 表 征 二．影响聚合物流体弹性的因素 （二）加工条件对聚合物流体弹性的影响 2.浓度的影响 浓度的升高，法向应力增大,弹性显著。 4．流动的几何条件的影响 长径比大，有利于松弛过程的完成，弹性较小。 （三）混合对弹性的影响 填料浓度增加，弹性降低。临界剪切应力上升。 定量描述： 视聚合物流体为Maxwell流体： PP比PET的非牛顿性强，弹性显著，τ值和 值大，总法向应力差N1大。 本课习题 1．聚合物流体有哪些弹性表现？其本质是什么？如何表征？ 2．分析影响聚合物弹性的因素，并说明提高挤出量可能遇到的问题，如何克服？ 一、聚合物流体在管道中的流动参数 在管道中心： (?12)r=0=0； 在管壁处（r＝R）：(σ12 )w 最大，即： 3、平均流出体积速度Q （体积流量） 4、管道壁上的剪切速率 二、不稳定流动与熔体破裂 “熔体破裂”：发生在临界剪切速率以上的不稳定流动,宏观表现为挤出物表面变得粗糙,失去光泽,粗细不均和出现扭曲,甚至破坏。 本节习题 1、结合影响临界剪切应力的因素分析如何避免熔体破裂。 ２、若提高产量可能遇到的问题与解决办法。 第三节 聚合物流体的弹性 3．剪切速率的影响 剪切速率越大，流体入口压力降、法向压力差及胀大比越大，弹性能贮存越高，弹性效应越显著 聚合物熔体在200℃时的第一法向应力差与剪切速率的关系 1-高密度聚乙烯 2-低密度聚乙烯 3-聚苯乙烯 聚丙烯熔体的挤出胀大与剪切速率的依赖关系。 （试样相对分子质量29.3万 熔体温度190℃） 曲线旁的数字为毛细孔的长径比 第三节 聚合物流体的弹性 喷丝孔直径与挤出胀大比的关系 1?[?]=0.86 2?[?]=0.74 3?[?]=0.64 第三节 聚合物流体的弹性 喷丝孔直径增大，挤出胀大比明显减小，弹性效应减弱。 倒角60-120o。 长径比对聚酯熔体的挤出胀大比的影响 1?[?]=0.86 2?[?]=0.74 3?[?]=0.64 第三节 聚合物流体的弹性 碳酸钙填充聚丙烯的法向应力差随剪切应力变化 1－