聚合物流变学.pptx

会计学;;剪切形变 ， 剪切应力 切变速率 牛顿流动定律： ：单位Pa·s 凡流动行为符合牛顿流动定律的流体，称为牛顿流体。牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关。 牛顿流体：水、甘油、高分子稀溶液。;9.1.2非牛顿流体;9.1.2非牛顿流体;幂律方程：;1.第一牛顿区 低切变速率，曲线的斜率n＝1，符合牛顿流动定律。该区的粘度通常称为零切粘度?0。 2.假塑性区(非牛顿区) 流动曲线的斜率n1，该区的粘度为表观粘度?a，随着切变速率的增加，?a值变小。通常聚合物流体加工成型时所经受的切变速率正在这一范围内。 3.第二牛顿区 在高切变速率区，流动曲线的斜率n＝1，符合牛顿流动定律。该区的粘度称为无穷切粘度或极限粘度?∞。 从聚合物流动曲线，可求得?0 、?∞和?a 。;缠结理论解释：缠结破坏与形成的动态过程。 ⅰ第一牛顿区：切变速率足够小，高分子处于高度缠结的拟网结构，流动阻力大；缠结结构的破坏速度等于形在的速度，粘度保持不变，且最高。 ⅱ假塑性区：切变速率增大，缠结结构被破坏，破坏速度大于形成速度，粘度减小，表现出假塑性流体行为。 ⅲ第二牛顿区：切变速率继续增大，高分子中缠结构完全被破坏，来不及形成新的缠结，体系粘度恒定，表现牛顿流动行为。 ;1. 塑料工业上最常用的熔融指数MI：指在一定的温度下和规定负荷下（2160g），10min内从规定直径和长度的标准毛细管内流出的聚合物的熔体的质量，用MI表示，单位为g/10min。 PE：190℃，2160g的熔融指数，MI190／2160。;门尼粘度越小，流动性越好。;9.2.1 测定方法 1、落球粘度计： 测低切变速率下零切粘度。 2、毛细管粘度计：使用最为广泛，可在较宽的范围调节剪切速率和温度，最接近加工条件。还可研究聚合物流体的弹性和不稳定流动现象。 3、旋转粘度计： 有同轴圆筒式、锥板式、平行板式。主要适用于聚合物浓溶液或胶乳的粘度和聚合物熔体粘度的常用仪器。;①分子量:;剪切粘度的分子量依赖性 临界分子量发生缠结的最小分子量;成型加工考虑，流动性好（充模好，表面光洁）。降低分子量，增加流动性，但影响机械强度。在加工时适当调节分子量大小，薄量加工采用尽可能提高分子量。 天然橡胶20万，纤维2－10万，塑料之间 成型方法：注射分子量低；挤出分子量高；吹塑之间。;分子量分布宽的试样对切变速率敏感性大。;③链支化的影响：;LDPE 低密度聚乙烯，支链太长流动性不好;(2) 加工条件;(2) 加工条件;a、刚性分子，分子间作用力大，△Eη大，粘度对温度敏感，如PC、PMMA，温度增大50℃，粘度下降一个数量级。加工过程采用提高温度的方法来调节流动性。 b、柔性分子：△Eη小，粘度对温度不敏感。加工过程，不能单靠提高温度而要改变切变速率来改善流动性（温度过高，降解，限低制品质量。）;一般非牛顿流体，粘度随切变速率增大而降低。但降低程度不同。 柔性分子：粘度随切变速率下降明显，“切敏性”，由于切变速率升高柔性分子容易改变构象，破坏缠结，如POM。 刚性分子、改变构象比较难，切变速率升高粘度变化不大。 切敏性聚合物（柔性高分子）采用提高切变速率（切应力）的方法（即提高挤出机的螺杆转速，注射机的注射压力与方法）来调节流动性。;柔性链;加入第二组分，可降低熔体粘度，改善加工性能（提高产品质量）;高聚物进行粘性流动的同时会伴随一定量的高弹形变，这部分高弹形变是可逆的，外力消失以后，高分子链又蜷曲起来，因而整个形变要恢复一部分。;9.4.1可回复的切形变;9.4.2韦森堡效应（向效应或爬杆效应）;定义：挤出机挤出的高聚物熔体其直径比挤出模孔的直径大的现象。;鲨鱼皮形;拉伸流动：（纤维细丝，薄膜拉伸，吹塑时发生） 拉伸粘度的定义 特点：拉伸流动的速度梯度方向与流动方向进行 高分子熔体有三种情况： 与分子结构，分子量分布有关。