聚合物流变学基础知识

四章 聚合物流变学根底1. 与低分子物相比，聚合物的黏性流动有何特点？答：绝大多数低分子物具有牛顿流体的性质，即其粘性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。比方水、甘油等。高分子稀溶液也是。而大局部聚合物熔体属于非牛顿流体中的假塑性流体，随剪切力增加而变稀。与低分子物相比，聚合物的粘性流动〔流变行为，主要是指聚合物熔体，而不包括聚合物溶液〕具有如下特征：〔1〕 聚合物熔体流动时，外力作用发生粘性流动，同时表现出可逆的弹性形变。〔2〕 聚合物的流动并不是高分子链之间的简单滑移，而是运动单元依次跃迁的结果。〔3〕 它的流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构、分子量及其分布、温度、压力、时间、作用力的性质和大小等外界条件的影响。〔4〕 绝大数高分子成型加工都是粘流态下加工的，如挤出，注射，吹塑等。〔5〕 弹性形变及其后的松驰影响制品的外观，尺寸稳定性。 2. 什么是牛顿型流体和非牛顿型流体？使用流变方程和流动曲线说明非牛顿型流体的类型。答：牛顿粘性定律：某些液体流动时切应力 τ 与切变率 D 之比为液体的粘度。遵循牛顿粘性定律的液体称为牛顿流体,但凡流体运动时其切变率 D 与切应力 τ 不成线性关系的流体称为非牛顿流体。 η=K(dvx/dy)n= Kγn-1 式中，K 为稠度系数，N•S〞／m ； 为流体特性指数，无因次，表示与牛顿流体偏离的程度。由方程式可见： ① 当 n=1 时，η=K，即 K 具有粘度的因次．此时流体为牛顿流体； ② 当 η<1 时，为假塑性或剪切变稀流体； ③ 当 η>l 时，为膨胀塑性或剪切增稠流体；④ 当剪切应力高于流动前的剪切屈服应力的流体叫宾哈流体3. 何为表观黏度？试述大局部聚合物熔体为假塑性流体的理由。答：表观黏度为非牛顿流体剪切应力，即剪切速率曲线上的任一点所对应的剪切应力除以剪切速率。 因为大局部的聚合物是热塑性塑料而热塑性塑料的剪切速率在 10-104S-1。流动曲线是非线性的，剪切速率的增加比剪切应力增加的快，并且不存在屈服应力，流体特征是黏度随剪切速率或剪切应力的增大而降低。4. 在宽广的剪切速率范围内，聚合物流体的剪切应力与剪切速率之间的关系会出现怎样的变化？答：当塑料熔体按上述情况在等截面圆管内流动时,它所受剪切应力和真正剪切速率之间应存在如式所示的关系. 规定圆管的半径为 R,管长为 L,于是在任意半径 r 处所受剪切应力即为: 式中 P 代表圆管两端的压力降.从一...