第八章高聚物的黏流特性.pptVIP

第八章高聚物的黏流特性第1页，共21页。优选第八章高聚物的黏流特性第2页，共21页。第一节高聚物的流变性一、高聚物的流变类型流变性：是指高聚物有流动和变形的性能。流变学：研究材料流动和变形规律的一门科学。1.牛顿流体及牛顿流动定律描述液体层流行为最简单的定律是牛顿流动定律：?=?·??—剪切应力，单位：N/㎡?—剪切速率，单位：s-1?—剪切粘度，单位：N·s/㎡，即Pa·s粘度?：即由于液体分子之间受到运动的影响而产生的内摩擦力。第3页，共21页。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；高聚物中仅有PC、偏二氯乙烯-氯乙烯共聚物等近似牛顿流体。第4页，共21页。2.非牛顿流动凡不符合牛顿流动定律的流体，均为非牛顿流体?a：表观粘度（1）宾汉流体其流动方程为：?-?y=?·?凝胶性增塑糊属此类（2）假塑性流体?↑(?↑)：?a↓，即切力变稀体大部分的高聚物熔体和浓溶液属此类原因：A.由于剪切力作用使分子缠结解开所造成B.由于大分子的长链结构，流动取向第5页，共21页。（3）胀流体（胀塑性流体）：?↑(?↑)：?a↑，即切力增稠体PVC增塑糊，含填料的PA-6熔体属此类第6页，共21页。假塑性流体、膨胀性流体、牛顿流体的通式：?s=K·?n其中，K为常数，n为非牛指数： n1：假塑性流体 n=1：牛顿流体 n1：膨胀性流体（4）其他流体表观黏度具有时间依赖性：触变性流体 摇凝性流体第7页，共21页。3.高聚物熔体的普适流变曲线第一牛顿区：流动单元为缠结在一起的分子团，熔体流动阻力大且不变（粘度大且不变）；非牛顿区：随?↑，缠结的分子团不断解开，流动单元减小，?a↓；第二牛顿区：缠结完全解开且取向，流动单元为单个分子，粘度为最小且不变。第8页，共21页。4.高聚物熔体的流动特性（1）高聚物流动时的运动单元为链段链段越短，越易流动；柔性分子链段短，流动性好。（2）粘度(η)很大，且随分子量↑而显著↑η：室温水：10-3(Pa?S)高聚物：103~104(Pa?S)（3）流动中，伴有高弹形变发生（4）大多数高聚物熔体不符合牛顿流动定律第9页，共21页。5.高聚物流动性的表示流动曲线，表观黏度，微分黏度熔体流动速率（MFR）：一定温度及一定负荷下，在固定直径.固定长度的毛细管中l0min内挤出的高聚物熔体的重量克数，也称熔体指数(MI)对于同一种高聚物，MFR值越大，说明流动性越好，分子量越小第10页，共21页。不同加工方法，对材料MFR的要求不同：MFR/(g/10min)加工应用范围0.3~1.0挤出电缆绝缘层0.2挤出管材0.2~20吹塑制瓶2.5~9.0吹塑薄膜及制板0.2~8.0注射成型4~7涂层不同MFR的HDPE的加工应用范围第11页，共21页。第二节高聚物熔体的黏度一、高聚物熔体年度的测定方法简介1.落球法2.毛细管粘度计3.旋转粘度计第12页，共21页。二、影响高聚物熔体黏度的因素成型加工必须考虑物料流动性；流动：以链段运动为基础，高分子链上各个链段运动沿外力方向传递、扩散而使大分子重心产生相对移动；故：影响链段活动能力、链段数目的因素都会影响粘度。第13页，共21页。1.高聚物结构对流动性的影响：（1）柔性其它条件相同时：柔性好，链段运动能力强，粘度小，流动性好故：影响柔性的因素(主链结构，取代基的大小数量，极性等)，都影响高聚物的流动性例：PP，PVC，PC第14页，共21页。（2）分子量M↑：分子间作用力↑，粘度↑(制品强度高，但成型加工困难)例：LDPE：数均分子量1.9X1045.3X104粘度4.5X1021.5X107故：M不应过高，达制品性能要求即可第15页，共21页。