高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能-文庫吧
2025-04-13 22:11 本頁面
【正文】 ＜ θ ＜ θ f時 從玻璃態(tài)轉(zhuǎn)入了能自由運動的高彈態(tài)， 是橡膠的使用狀態(tài) ③粘流態(tài)： θ f＜ θ ＜ θ d時 從而使高聚物成為流動的粘液，進行成型加工 1．非晶態(tài)高聚物的熱力學(xué)性能 脆化溫度（ θb） 玻璃化溫度（ θg） 粘流溫度（ θf） 化學(xué)分解溫度（ θd） 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 2．線型結(jié)晶高聚物的力學(xué)狀態(tài) 完全晶態(tài)高聚物， 有固定的熔點 θ f，而沒有高彈態(tài)； 部分晶態(tài)線型高聚物 ：高聚物內(nèi)部既存在著晶態(tài)區(qū)又存在著非晶態(tài)區(qū)，所以在θ g～ θ m，之間出現(xiàn) — 種既韌又硬的皮革態(tài)。 脆化溫度（ θb） 玻璃化溫度（ θg） 粘流溫度（ θf） 化學(xué)分解溫度（ θd） 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 （研究變形－流動的關(guān)系） 研究目的 ：聚合物的成型必須依賴自身的變形和流動實現(xiàn)，變形和流動與產(chǎn)品質(zhì)量相關(guān)。 流變學(xué) ：研究物質(zhì) 變形與流動 的學(xué)科。介于力學(xué)、化學(xué)和工程科學(xué)之間的邊緣科學(xué)； 流變性： 流體在受到外部剪切力作用時發(fā)生變形 (流動 )．流體內(nèi)部相應(yīng)要產(chǎn)生對變形的抵抗，并以內(nèi)摩擦的形式表現(xiàn)出來。這是流體的一種固有物理屬性。 聚合物在成型過程中的流變學(xué)性質(zhì) ： 主要指粘度隨切應(yīng)力、剪切速率改變而產(chǎn)生的變化的性質(zhì)。 聚合物流變學(xué) 研究內(nèi)容 ： 聚合物在成型過程外力作用下產(chǎn)生的力學(xué)現(xiàn)象 （如應(yīng)力、應(yīng)變及應(yīng)變速率等 ） 與自身粘度之間的關(guān)系； 影響聚合物流動的各種因素（成型溫度、成型壓力等。） 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 （研究變形－流動的關(guān)系） 牛頓流動規(guī)律 聚合物溶體分類： 牛頓流體、非牛頓流體。 牛頓流體 ：受力后極易變形 （流動） ， 切應(yīng)力與剪切變形速率成線性關(guān)系的 低粘性流體 。液體流動時，其粘度不隨剪應(yīng)力、剪切速率的大小而改變，始終保持常數(shù)。 非牛頓流體 凡不同于牛頓流體的都稱為 非牛頓流體 。黏度系數(shù)在剪切速率變化時不能保持為常數(shù)的流體 ⑴流體在管內(nèi)的流動狀態(tài) （ 層流與湍流 ）。 層流的特征 ：流體質(zhì)點的流動方向與流道軸線平行，其流動速度也相同，所有流體質(zhì)點的流動軌跡均相互平行。 Re＜ 2300 湍流的特點 ：質(zhì)點的流動軌跡成紊亂狀態(tài)，如圖 15b所示。 R。 ≥ 2300 流體的流動狀態(tài)轉(zhuǎn)變（由層流變?yōu)橥牧鳎l件為 ece RdvR ????第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 牛頓流動規(guī)律 磨擦阻力 F1－為流體流動對所產(chǎn)生的磨擦阻力。在達到穩(wěn)態(tài)流動后， F＝ F1 τ 切應(yīng)力 流動方向單位面積的剪切力，反映了流體內(nèi)摩擦的粘滯阻力； (Pa)。 速度 V－在恒定 切 切應(yīng)力作用下，流體的剪切應(yīng)變表現(xiàn)為液層以均勻的速度 v沿剪切力作用的方向移動； ⑵ 牛頓型溶體流動規(guī)律分析 流體層流模型研究 ：流體流動看作許多層彼此相鄰的薄液層，沿外力作用的方向進行相對滑移。 剪切力 F－ 為外部作用于整個流體的恒定剪切力； 液層面積； A－為向兩端延伸的液層面積； ?第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 牛頓流動規(guī)律 ?速度分布：線性分布， 液層間存在粘性阻力、流道壁對液層移動的阻力，中心處液層的移動速度最大；流道壁附流動速度應(yīng)當(dāng)為零； 液層間移動速度 ：即 v ＝ dx ／ dt 液層間移動 距離drdx?? 液層間速度梯度： dtdrdxddrdtdxddrdv?????????????? （ ） 剪切應(yīng)變：drdx?? ，表示徑問距離為 dr 兩液層在 dt 時間內(nèi)的相對移動距離， 實際是剪切力作用下流體所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變 公式（ ）改寫為???? ??dtddrdv 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 牛頓流動規(guī)律 ?公式（ 1 . 2 ）改寫為???? ??dtddrdv 剪切速率?? 單位時間內(nèi)流體所產(chǎn)生的剪切應(yīng)變，通常稱之為剪切速率，其單位為 1 ／ s 。 由于剪切速率與速度梯度二者在數(shù)值相等、流動分析時．常用剪切速率代替速度梯度 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 2 ） 剪應(yīng)力與剪切速率 的關(guān)系， ?? ??? 牛頓流體公式 ? 切 應(yīng)力 流動方向單位面積的剪切力，反映了流體內(nèi)摩擦的粘滯阻力； 2/ cmN ( P a ) 。 ?? 剪 切速率 是垂直流動方向的速度變化率； 1／ s 。 η 牛頓粘度（簡稱粘度） 反映物料流體的流動性優(yōu)劣 ( P a ﹒ s) ，反應(yīng)牛頓流體抵抗外力引起流動變形的能力 , 依賴于流體的分子結(jié)構(gòu)和外界條件（溫度）。 η 越大，液體的粘稠性大。流動困難。 牛頓流動規(guī)律 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 1 .3 .2 非牛頓流體流動規(guī)律（指數(shù)流動）： 又稱假塑性流體，不服從牛頓流體公式的流體。 塑料熔體絕大多數(shù)為符合指數(shù)方程式的非牛頓流體， ⑴非牛頓流體流動規(guī)律 ???????????nnKdrdv?? K 粘度系數(shù)－－ 與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，反映聚合物熔體的粘稠性；粘稠性愈高， K 愈大（實驗確定） 非牛頓指數(shù) n －－ 與聚合物和溫度有關(guān)的常數(shù)，反映聚合物熔體偏離牛頓流體性質(zhì)的程度。（實驗確定）；當(dāng) n 接近 1 時牛頓性強；n接近 0 時非牛頓性強。 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 1 .3 .2 非牛頓流體流動規(guī)律（指數(shù)流動）： 又稱假塑性流體，不服從牛頓流體公式的流體。 塑料熔體絕大多數(shù)為符合指數(shù)方程式的非牛頓流體， ⑴非牛頓流體流動規(guī)律 ???????????nnKdrdv?? K 粘度系數(shù)（實驗確定） 非牛頓指數(shù) n （實驗確定）； n ＜ l 時，為假塑性液體（絕大多數(shù)塑料熔體是假塑性流體） n ＞ l 時，膨脹性液體 n ＝ l 時， 牛頓流體 ?? 表觀剪切速率 表征非牛頓流體的流動性質(zhì)的參數(shù)； 是垂直流動方向的速度變化率； 1 ／ s 第一章 高分子聚合物的結(jié)構(gòu)特點與性能 1 .3 . 2 非牛頓流體流動規(guī)律（指數(shù)流動）： ⑵以表觀剪切速率 ??、表觀粘度a?為基礎(chǔ)描述：塑料熔體的流動特性 表觀粘度 : 粘度隨?? ′和 ? 而變化，用流動曲線上某一點的 ? 與?? 的比值，來表示在某一值時的粘度，這種粘度稱為表觀粘度 。 表觀粘度a? 性質(zhì)： 與流體自身性質(zhì)、溫度、剪切速率有關(guān) 由 ???nK ?? 變換為：???? ??? ）（1nK ＝a
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