流变模型.ppt

* 高分子流变学基础 弹性参数 3、Weissenberg Number 魏森贝格数 WS 4、Deborah Number 得博拉数 De * 高分子流变学基础 黏弹性模型 线性粘弹性 理想粘性体 理想弹性体 理想粘性体 服从牛顿定律 理想弹性体 服从虎克定律 * 高分子流变学基础 黏弹性模型 麦克斯韦模型 修正后 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 静态黏弹行为 1、蠕变：在较小的恒定外力作用下（拉伸、压缩等）， 材料的形变随时间逐渐增大的现象。 2、应力松弛：在恒定形变下，材料的应力随时间逐减衰 减的现象。 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 蠕 变 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 普弹形变 由键角、键长、基团或链节运动引起的形变 蠕 变 粘性流动 分子链之间产生相对滑移（运动引起的形变） 特点： 形变很大、模量极小、不可逆、松弛过程 高弹形变 由链段运动引起 的形变 特点： 形变小、模量大、可逆瞬时完成 蠕变过程包括三种分子运动 特点： 形变大、模量小、可逆、 完成需要时间（松弛过程） * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 1、普通弹性形变 E1为普弹模量 D1为普弹柔量 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 2、高弹形变 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 3、粘性流动 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 总的蠕变方程 分子链段来不及运动，表现为刚性 充分松弛 分子链间的缠结导致不能相互滑移 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 应力松弛 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 对于线型高聚物 对于体型交联高聚物 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 外力作用 链段运动 构象改变 构象熵减小 沿外力方向伸展 不稳定状态 外力去除链段热运动回复 应力松弛的分子运动机理 应力松弛的分子运动机理 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 时间足够长（松弛过程能充分完成） 使不稳定态 成为稳定态 应力松弛 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 线性粘弹性的定义Bolzmann叠加原理 正比性 应变与应力成正比 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 加和性 正比性 + 加和性 = * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 取决于材料性质，是材料内部结构的反映 蠕变柔量J(t) 松弛模量G(t) * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 稳态柔量 推迟剪切柔量 反映橡胶弹性 瞬时剪切模量 J(t) = J0 + φ(t) * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 松弛模量G(t) * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 蠕变柔量与松弛模量间的关系 两者之间并非简单的倒数关系，只有在特殊情况下两者成倒数关系 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 * 高分子流变学基础 高分子流体的黏弹行为 动态粘弹行为 动态粘弹性的应用 动态粘弹性现象（力学松弛）对“高聚物结构”比较敏感 利用动态粘弹性可研究： * 高聚物的玻璃化转变 * 高聚物的支化、结晶和交联 * 高聚物的次级松弛等 应力或应变随时间变化（一般为正弦变化） 研究相应的应变或应力随时间的变化。 1 高分子流变学基础 第三章 高分子流体的流变模型 3.2 广义牛顿流体 3.3 幂律流体模型 3.4 宾汉塑性流体模型 3.5 触变性流体 3.6 震凝型流体 3.1 牛顿流体模型 3.7 黏弹性流体 2 高分子流变学基础 牛顿流体模型 牛顿流体的稳态剪切流动 线性黏性理论认为，要保持稳定的流动，所需剪切应力与剪切速率成正比， 即牛顿定律： 剪切黏度的一般表达式： 注意：1.表达式适用于所有流体 2.此式并非牛顿定律的表达式 3 高分子流变学基础 牛顿流体模型 牛顿流体模型 牛顿流体的黏度