【正文】 性強； b、對鏈的剛硬性和分子間吸引力較大的聚合物，熔體黏度對溫度的敏感性增加，非牛頓性減弱，提高成型溫度有利于改善流動性能。顯然 λ 越大，熔體黏度的變化對剪切速率的依賴性越強。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 16/78 2022年 5月 27日星期五 將它們分別與圖 26(b)和圖 27(b)比較，實驗曲線與理論曲線的變化趨勢基本相似，這說明指數流動規(guī)律對于假塑性液體基本上是適合的。 13 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 黏性液體（服從指數流動規(guī)律的非牛頓流體）有哪些類型？ 注射成型中，除熱固性聚合物和少數熱塑性聚合物外，大多數聚合物熔體均有近似假塑性液體的流變學性質。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 9/78 2022年 5月 27日星期五 式中 ηa，聚合物熔體的表觀黏度 (或非牛頓黏度 )，表征非牛頓流體 (服從指數流動規(guī)律 )在外力作用下抵抗切變形的能力。液層的移動速度 v=dx／ dt ，速度梯度為 dtdrdxddrdtdxddrdv )()( ??切應變分析： dx／ dr兩相鄰液層相對移動距離，即切應力作用下流體產生的切應變，記為： γ=dx／ dr。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 4/78 2022年 5月 27日星期五 流體的流動狀態(tài)由層流轉變?yōu)橥牧鞯臈l件： Re=Dvρ/ηRec 式中 Re—— 雷諾數，為一無量綱的數群； D—— 管道直徑； ρ—— 流體密度； v—— 流體速度； η—— 流體剪切黏度； Rec—— 臨界雷諾數，其值與流道的斷面形狀和流道壁的表面粗糙度等有關，光滑的金屬圓管 Rec =2 000～ 2 300。第二章 塑料成型理論基礎 2022年 5月 27日星期五 《 塑料成型加工與模具 》 P l a s t i c s M o l d i n g amp。 上式討論： Re與 v成正比與 η成反比， v越小、 η越大就越不易呈現(xiàn)湍流狀態(tài)。 7 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。表觀黏度除與流體本身性質、溫度有關之外，還受剪切速率影響，即外力大小及作用的時間也能改變流體的黏稠性。屬膨脹性和賓哈液體的主要是一些固體含量較高的聚合物懸浮液及帶有凝膠結構的聚合物溶液。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 13/78 2022年 5月 27日星期五 假塑性液體流動曲線和流變曲線討論： ⑴ 根據 和 作出理論流動曲線和流變曲線，圖 26。 結論： ①在中等剪切速率區(qū)域，假塑性液體的變形和流動所需的切應力隨剪切速率變化，并呈指數規(guī)律增大； ②變形和流動所受到的黏滯阻力，即液體的表觀黏度隨剪切速率變化，并呈指數規(guī)律減?。ㄟ@種現(xiàn)象稱為假塑性液體的“剪切稀化”效應）。 ⑵目前對各種聚合物，尚不能按照它們相對于 的敏感性進行分類，但根據生產經驗可以認為表 21中 λ 較小的聚酰胺、共聚甲醛和聚碳酸酯等屬于對剪切速率不敏感的材料，并經常把它們的熔體作為牛頓流體看待，而其他塑料因 λ 較大，對 比較敏感，均可視為假塑性液體。 22 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。只要將 與 ? 進行比較，就可以大致確定注射成型生產中所用的聚合物是否具有非牛頓性質。 wM NM NMwM27 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 29 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 若在高溫下對上面兩式取對數后微分 ， 得 21 ???? R Edd ??21?? REddK ???(218) (219) 上式可看出： E值對聚合物黏度和溫度之間的關系有影響， E值較大，其黏度對溫度的變化率較大，即黏度對溫度變化比較敏感。 聚合物黏度和成型壓力的關系，根據 “ 熔體空穴理論 ” ，可用下面方程表示： 34 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 36 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 推動力為壓力降 (△ P)與圓柱體橫截面積 (πr2)的乘積，阻力等于切應力 (τ)與圓柱體表面積 (2πrL)的乘積，即△ p (πr2)= τ(2πrL)，由此得 τ=rΔp/2L (224) 緊靠管壁處的液層有 r=R，管壁處切應力為 τR=RΔp/2L (225) 上兩式意義： 39 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 42/78 2022年 5月 27日星期五 rv d rq Rov ?2??(229) 流體流過圓管任一截面時的體積流率 (qv)為 將式 (2— 28) 代人式 (229)并積分即可得到 LpRqv ??84 ??(230) 48RLqp v???? (231) 式（ 230）就是有名的泊肅葉 哈根方程。將 兩邊各除以圓管的等截面積即可得到平均流速 nnnv RKLpnnRqv 112 213??????? ???? ? （ 238） 重排將式（ 237），得壓力降（ Δp）的表達式 ? ? nvnRqnRKLp?????? ???3132? （ 239） 將式（ 237）兩邊取自然對數后，得到測定假塑性流體流變特性參數 n和 K的關系式 ???????????????????nnnv RKLnnpnq1312113lnln1ln ?（ 240） nnnv RKLpnnq 131213??????? ??? ?47 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。339。 342 RqKLpR v??? ??nnnKK ?????? ??41339。 55 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 39。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 58/78 2022年 5月 27日星期五 解 (d) 得 K’= 將 n’=， K’= 32 ????????RqLpR v?（ e） （ 2）假定上述熔體符合第一特殊情形 n=n’,且在 測定 的數據范圍內保持不變，根據式 ，可求出該熔體的真正稠度 K 34Rqv?nnnKK ?????? ??41339。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 62/78 2022年 5月 27日星期五 將表中數據繪于對數坐標上，圖 220 63 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 67/78 2022年 5月 27日星期五 平行板狹縫通道高度方向上的速度分布表達式 ???????? ??????? ????????? ??? ???? nnnnnnnHhvh hHLKpnndhhLKpdvv 111110 1（ 252） 即熔體在平行板狹縫通道中流動時，在狹縫的高度方向上的速度分布有拋物線形特征。 70 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。加熱不僅是為了使原來呈現(xiàn)線型大分子結構的預聚物熔融后能在壓力作用下產生變形流動，并在模具中獲得制品形狀，還必須使充入模腔中的預聚物熔體能在一定溫度下發(fā)生交聯(lián)化學反應，以便能固化定型為制品。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 73/78 2022年 5月 27日星期五 ?bJ eAt??2 （ 257） 式中 A b—— 與聚合物有關的常數； θ—— 聚合物的溫度。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 76/78 2022年 5月 27日星期五 ② 在交聯(lián)反應溫度以上選擇一個最佳模溫，以便制品能在模腔中迅速經過交聯(lián)而定型固化。提高切應力可使剪切速率增大，會增加聚合物體系內活性分子間的碰撞機會并產生較大的摩擦熱，導致交聯(lián)反應活化能降低，交聯(lián)反應速度加快，黏度隨之增大，流動性隨之降低。 在交聯(lián)反應溫度以上，熱固性聚合物的黏度與其加熱溫度之間的關系可用體型結構的數量達到某一數值所需用的時間 tJ表征，即 74 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 72 塑料成型加工與模具 Plastics Molding amp。 具體措施：降低熔體溫度、提高剪切速率。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 68/78 2022年 5月 27日星期五 上兩式表明，流體通過平行板狹縫通道時，其體積流率隨通道截面尺寸 (W和 H)和壓力梯度 (Δp／ L)的增大而增大，隨流體黏度的增大而減小。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 64/78 2022年 5月 27日星期五 簡化處理： 若平行板狹縫形通道的寬與高之比大于 10，即可忽略寬度方向上兩側壁表面對熔體流動的摩擦阻力，認為熔體在狹縫中流動時只有上、下二平行板表面的摩擦阻力的作用，流體的速度只在狹縫高度方向上有變化，這就使原為二維流動的流變學關系能當作一維流動處理。 Mold Designing 主講教師： 袁寶國 第二章 塑料成型理論基礎 59/78 2022年 5月 27日星期五 ?? ??（ g） 例 2證實例 1定性分析是正確的，此熔體符合冪律函數的假塑