高分子液体的流变性11-25课件
57页1、 第六章 高分子液体的流变性Chapt.6 The Rheology of Polymer Liquids 计划学时:4-6学时 主要参考书: 吴其晔主编,高分子材料流变学 何曼君等主编,高分子物理(P261-P292)塑料加工纤维加工橡胶加工粘流态聚合物的结构(特别是聚集态),粘流温度 ,粘性流动性质高聚物流变学:研究聚合物的流动和变形研究之间的规律,对加工具有重要的意义规律的复杂性,研究的重要性研究聚合物的流变规律性,对于聚合反应工程和聚合物加 工工艺的合理设计、正确操作,对于获得性能良好的制品 ,实现高产、优质、低耗具有重要指导意义。 弹性, 可逆过程, 储存能量粘性, 不可逆过程, 耗散能量非线性粘弹性流动变形流变性高分子熔体和溶液具有流变性,是高分子材料可以 加工成型不同形状制品的依据。 高分子溶液高分子熔体高分子液体 本章中多指 高分子浓溶液 高分子材料熔融后 (T 大于粘流温度T f 或 熔点Tm)的凝聚状态粘流态是指高分子材料处于流动温度(T f)和分解温度 (Td)之间的一种凝聚态 。绝大多数线型高分子材料具有粘流态。对非晶的无定型聚合物而言,温度高于流动温度即进入粘
2、流 态(参看图6-1)。对结晶型聚合物而言,分子量低时,温度高于熔点(Tm) 即进入粘流态;分子量高时,熔融后可能存在高弹态,需继续 升温,高于流动温度才进入粘流态(参看图6-2)。 6.1 高分子材料粘流态特征及流动机理非晶与结晶聚合物的温度-形变曲线 对非晶的无定型聚合物而言,温度 高于流动温度Tf即进入粘流态。分子量低时,温度高于T m 即进入粘流态; 分子量高时,温度高于Tf 才进入粘流态图6-2 结晶聚合物的温度-形变曲线图6-1 非晶态线型聚合物 的温度-形变曲线表6-1 部分聚合物的流动温度聚合物流动温度 /聚合物流动温度 / 天然橡胶 NR126-160聚丙烯 PP200-220低压聚乙烯 HDPE170-200聚甲基丙烯酸甲酯 PMMA190-250聚氯乙烯 PVC165-190尼龙66 PA66250-270聚苯乙烯 PS170聚甲醛 POE170-190从宏观看是在外力场作用下,熔体产生 不可逆永久变形(塑性形变和流动)从微观看,处于粘流态的大分子链产 生了重心相对位移的整链运动流动单元:粘流态下大分子运动的基本 结构单元不是分子整链,而是链段所谓大分子的整链运动
3、,是通过链段 相继跃迁,分段位移实现的粘流态主要特征流动机理大空穴 流动活化能链段分子整链分子整链的运动如同一条蛇的蠕动(1)交联和体型高分子材料不具有粘流态,如硫化橡胶 及酚醛树脂,环氧树脂,聚酯等热固性树脂。(2)某些刚性分子链和分子链间有强相互作用的聚合物, 如纤维素酯类、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等,其 分解温度低于流动温度,因而也不存在粘流态。(3)在粘流态下,材料的形变除有不可逆的流动成份外, 还有部分可逆的弹性形变成份,因此这种流动称为流变性 ,或称为“弹性流动”或“类橡胶液体流动”。几点说明剪切应力 单位层面上的剪切力称剪切应力,单位为Pa; 剪切速率 单位时间内发生的剪切形变称剪切速率,单位为s-1。 (6-1)牛顿流动定律大多数小分子液体流动时,剪切应力 与剪切速率成正比,遵循牛顿流动定律。剪切粘度比例系数 为常数剪切粘度,又称牛顿粘度, 单位为 Pas 或泊。1 Pas =10泊液体速度梯度(剪切速率)为1秒-1时, 单位面积上所受的阻力(6-2)6.2 高分子液体的流动曲线和流动规律1、定义物理量图6-3 牛顿流体与假塑性流体的流动曲线牛顿流体的流动曲线是一
4、条通过原点的直线(见图6-3)。 - 低分子液体和高分子稀溶液直线斜率即剪切粘度 ,显然 是与剪切速率和剪切应力无关的材料常数。凡是不符合牛顿流体公式的流体,统称为非牛顿流体,其 中流变行为与时间无关的有假塑性流体、胀塑性流体和宾 汉(Bingham)流体。他们的流动曲线如图所示。各种流体的流动曲线各种流体表观粘度与剪切速率的关系BPNdBP NdB为宾汉流体;p为假塑性流体;N为牛顿流体;d为膨胀性流体对大多数高分子熔体而言,低速流动时( 0)近似遵循牛顿流动定 律,其粘度称零剪切粘度,也记为 ;流速较高时,剪切应力与剪切 速率之间不再呈直线关系(图6-3)。表观粘度 定义曲线上一点到坐标原点的割线斜率为流体的表观粘度可以看出,表观粘度是剪切速率(或剪切应力)的函数。剪切速率增大,表观粘度降低,呈剪切变稀效应。我们称这类流体为假塑性流体(大多数高分子熔体和浓溶液)。表观粘度单位与牛顿粘度相同。(6-3) 高分子液体不完全服从牛顿流动定律,属于非牛顿型流体。图6-4 假塑性高分子液体的流动曲线 左图:剪切应力-剪切速率曲线; 右图:表观粘度 -剪切速率曲线膨胀性流体(或称胀流体)与假塑
《高分子液体的流变性11-25课件》由会员woxinch****an2018分享,可在线阅读,更多相关《高分子液体的流变性11-25课件》请在金锄头文库上搜索。
力学-9 变形、裂缝宽度验算与耐久性设计-6学时3
消防安全-完成
概述(管理会计)
大气污染及其防治最新课件
仓储和仓储管理概述
WTO体制与国际服务贸易B
汽车照明信号报警装置[课件]
基本数据类型(1)
2012年森建教育二建高唱《法规》课上PPT1
七年级生物生态系统的组成
学习情境四新型自动变速器控制系统结构与工作原理
当今世界环境问题1最新课件
光学-,几何光学(选讲)课件
广告法律制度(1)
回顾历史展望未来-浙江片区广本售后协会20071129
高中语文-《雷雨》课件定(1)
《现代物流技术与实务》课件第三章 装卸货物搬运技术
打印机及扫描仪
享受幸福的教育人生培训
跨国公司财务导论
2022-03-24 92页
2021-03-31 46页
2021-03-31 41页
2021-03-29 20页
2021-03-29 23页
2021-03-30 40页
2021-03-29 47页
2021-03-29 5页
2021-03-29 7页
2021-03-30 18页