1.3 聚合物流变行为主要影响因素.pdfVIP

1.3...聚合物加工理论基础之聚合物流变性质 聚合物流体流变行为的主要影响因素 二、聚合物流体流变行为的主要影响因素 ➢ 聚合物流体在给定剪切速率下的表观粘度主要由聚合物 流体内的自由体积和大分子链之间的缠结决定。 聚合物中未被原子占领的空隙，是大分子链段进行 扩散运动的场所。 影响粘度的内在因素： 聚合物结构 自由体积 影响聚合物结构 降低表观粘度的途径 增加自由体积 减少缠结作用 影响粘度的环境因素： 温度、剪切应力、剪切速率、低分子物质等。 1、聚合物分子结构及体系组成对粘度的影响 ①、链结构的影响 主链 ➢链柔性越大，缠结点越多，链解缠和滑移越困难，非牛顿 性越强。 ➢链刚性增加，分子间作用力增大，粘度对剪切速率的敏感 性减小，对温度的敏感性增加。 支链 ➢支链长度↑，η↑，支链长度增加到一定值，粘度急剧↑ ，聚 合物粘度对剪切速率的敏感性↑ 侧基 ➢链中含大的侧基时，自由体积增大，流体粘度对压力和温 度敏感性增加。 ②、平均分子量的影响 a 、平均分子量与零切粘度的关系：聚合物的粘度随平均分子 量的增大而增加。 Fox-Flory公式： 式中：K —— 取决于聚合物性质和温度的经验常数； α—— 与聚合物有关的指数。 在临界平均分子量Mc 以上，由于大分子链间发生缠结， 其流体粘度将随平均分子量的增加而急剧地增大。 b 、剪切速率影响熔体粘度对分 子量的依赖性 当 时 熔体粘度几乎不随剪切速率变化， 聚合物具有牛顿流体的性质。 当 时: 随剪切速率的增加粘度降低， 分子量越高降低越甚。具有越明 显的非牛顿流体的性质。 c、分子量影响临界剪切速率 出现非牛顿流动的临界剪切 速率 随分子量增大而向低 值移动 聚合物流动时的非牛顿行 为是随分子量增加而加强的。 ③、分子量分布的影响 聚合物熔体的粘度随分子量分布增宽而迅速下降，其流动行 为表现出更多的非牛顿性。 分子量分布窄的聚合物在较宽的剪切速率范围内流动时，表 现出更多的牛顿特性，其熔体粘度对温度变化的敏感性要大。 ④、聚合物体系组成的影响 a、一般固体添加剂的加入会增大体系的粘度，使流动性降低。 ZnO用量增加， 体系粘度先增大 后减小。 （a图） ZnO用量增加， 聚合物从粘弹性 流动转变为塑性 流动。（b 图） ZnO为填料加入聚乙烯醇缩丁醛 b 、溶剂或增塑剂的影响