1、流变学及其研究的对象:,流变学:研究物质形变和流动的科学。聚合物流变 学主要研究在外力作用下,高分子材料产生 弹性、塑性和粘性形变的行为,以及研究这些行为与各种因素(聚合物结构与性质、温度、力的大小和作用方式、作用时间和聚合物体系的组成等)之间的相互关系。,第二章 聚合物的流变性质,第二章 聚合物的流变性质,材料,加工,制品,材料的结构(聚合物本体性能),材料的组成(所加填料、助剂等),加工条件(温度、压力、时间等),材料的流变性能(流动性)、热性能(固化性能、稳定性)等。,聚合物制品的凝聚态结构、各组分的分散状况等,制品的力学性能、热性能和电性能等,流变学(Rheology)及其研究的对象:
2、,流变学:研究物质形变和流动的科学。聚合物流变 学主要研究在外力作用下,高分子材料产生 弹性、塑性和粘性形变的行为,以及研究这些行为与各种因素(聚合物结构与性质、温度、力的大小和作用方式、作用时间和聚合物体系的组成等)之间的相互关系。,什么是粘性?,什么是弹性?,F,F,发生了不可逆形变,分子间产生滑移。,形变可恢复,主要是键角、键长的变化来实现形变。,什么是粘弹性?,应力拉伸,消除应力,材料应力的分类:剪切应力 、拉伸应力和流体静压力p 。,应变速率:单位时间中的应变。,在实际聚合物加工过程中,聚合物熔体所受到的应力,往往是这三种应力的组合和叠加。,加工过程中,聚合物的流变性质往往表现在其聚
3、合物流体粘度的变化,因此,根据其粘度和应力或应变的关系,可将聚合物的流动行为分为两大类:牛顿流体和非牛顿流体。,Re2100,Re2500,ReDVpq,D为导管的直径;V为液体的平均速度;P为液体的密度;q为液体的剪切粘度。,聚合物熔体的Re1,雷诺准数,1. 牛顿流体及其流变方程,牛顿流体的基本特征:,2.非牛顿流体及其流变行为,3.粘性液体及其指数定律,指数定律:,不同剪切速率时的流动性质,宾汉流体,4. 时间依赖型流体,触变性流体,振凝性流体,5.粘弹性液体,一般粘度较低的液体,松弛时间为10-11秒,固体物质的松弛时间大于104秒,聚合物液体的松弛时间为10-4104秒之间,聚合物挤出过程中的出口膨胀现象(挤出胀大),热塑性聚合物和热固性聚合物流变行为的比较,热固性聚合物流动时,主要的特点是在一定温度时,随流体流动的产生,逐渐完成交联反应,导致体系粘度急剧上升。,