高分子流体的黏度-s.pptVIP

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * DILATANT增稠流体（膨胀性流体） - starch in water 淀粉溶液 - beach sand 海滩砂 - quicksand 流沙 - feldspar长石 - mica云母 - clay 粘土 - candy compounds 糖果 - peanut butter花生酱 应力与切变速率的关系 Ideal Bingham plastic Pseudoplastic 假塑性流体 Dilatant 膨胀性流体 Newtonian liquid 表观粘度和切变速率的关系 Ideal Bingham liquid 假塑性流体 膨胀性流体 Newton liquid Multiple-choice test 对牛顿流体、膨胀性流体和假塑性流体 其流动指数（非牛顿指数）n 分别为 n=1; n1; n1 n=1; n1; n1 其粘度? 随剪切速率? 的变化分别为 ? 不变; ? 随 ? 的增加而增加；? 随 ? 的增加而减小 ? 不变; ? 随 ? 的增加而减小；? 随 ? 的增加而增加 实际聚合物流体 流动行为随剪切速率变化，可分三个区 log? 第一牛顿区 假塑区 第二牛顿区 log log ? 第一牛顿区 幂律区（假塑区） 第二牛顿区 实际聚合物流体的粘度 ? ?a 极限粘度?? 第一牛顿区：剪切速率很低，?0称零切粘度 假塑区：剪切速率越高，表观粘度?a越低 零切粘度?0 log LDPE 388 403 423 443 463 483 513 T(K) 105 104 103 102 101 10-4 10-3 10-2 10-1 100 101 102 103 104 ? (Pa.s) ? (s-1) . J. Meissner, Kunststoffe, 61, 576-582 (1971) LDPE在不同温度下的剪切变稀行为 假塑性的分子机理 取向　　　伸展　　 变形　　 解体 不同流体的剪切变稀机理 Entanglements 假塑性分子机理的传统解释；解缠结 log? 第一牛顿区 假塑区 第二牛顿区 第一牛顿区：近平衡状态，解缠结可忽略 假塑区：剪切速率与链段运动同数量级，解缠结明显 第二牛顿区：剪切速率远快于链段运动，完全解缠结 ? log Explanation 第一牛顿区：低剪切速率时，缠结与解缠结速率处于一个动态平衡，表观粘度保持恒定，定为?0，称零切粘度，类似牛顿流体。 幂律区：剪切速率升高到一定值，解缠结速度快，再缠结速度慢，流体表观粘度随剪切速率增加而减小，即剪切稀化，呈假塑性行为。 第二牛顿区：剪切速率很高时，缠结遭破坏，再缠结困难，缠结点几乎不存在，表观粘度再次维持恒定，定为??，称牛顿极限粘度，又类似牛顿流体行为。 Polyphenylenesulphone 370C Fluoropolymer 265C xLLDPE dcp HDPE Z-N 210C LLDPE met 200C PU190C xLLDPE xray PET285C ABS PS 0.7 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 0.1 0.0 0 500 1000 1500 2000 2500 Shear rate (s-1) Shear stress (MPa) 聚合物熔体的剪切变稀行为 SiO2/PEG增稠流体 剪切粘度的影响因素 剪切速率和温度 Bingham plastic 假塑性流体 膨胀性流体 Newton liquid 分子量及其分布、支化 分子量小于Mc时 大于临界值Mc时 1 3.4 Mc log ?0 log Mw 零切粘度 2Me 未缠结 缠结 3.4 1.0 0 1 2 3 4 5 6 聚二甲基硅氧烷 聚异丁烯 聚乙烯 聚丁二烯 聚四甲基苯撑硅氧烷 聚甲基丙烯酸甲酯 聚环氧乙烷 聚醋酸乙烯酯 聚苯乙烯 常数+logM 常数+log ?0 Example lgE T Typical lgE T lgE T SiO2 Me 粘度的分子量分布的依赖性 分子量M相同而分子量分布D不同 聚合物分子量越大，则熔体粘度越 ；对相同分子量的聚合物而言，分子量分