流變學(xué)總復(fù)習(xí)ppt課件-資料下載頁(yè)
2025-01-15 00:06本頁(yè)面
【正文】 長(zhǎng)或更短時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)。更長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)的數(shù)據(jù)可從較高溫度時(shí)的數(shù)據(jù)得到，更短時(shí)間的數(shù)據(jù)則可從較低溫度時(shí)的數(shù)據(jù)得到 。 時(shí)溫等效原理 ： 高分子流體在圓管中的流動(dòng) 冪律流體在長(zhǎng)圓管中壓力流動(dòng) 高分子流體在毛細(xì)管流變儀、熔體指數(shù)測(cè)定儀、烏氏黏度計(jì)、圓形擠出口模中流動(dòng)都屬于這一類流動(dòng)。 在多數(shù)情況下，高分子流體表現(xiàn)出穩(wěn)定的層流流動(dòng)并服從冪律定律。 因此可以 假定它們的流動(dòng)符合以下特征 ： ①流體是不可壓縮的；②流動(dòng)是充分發(fā)展的穩(wěn)定流動(dòng)；③不考慮末端效應(yīng)；④邊界無(wú)滑移；⑤忽略重力作用；⑥在圓管中流動(dòng)是對(duì)稱的；⑦等溫，忽略黏性耗散；⑧與流動(dòng)垂直的方向上無(wú)壓力分布。 分子量對(duì)黏度的影響 分子量是影響高分子流變性的最重要的結(jié)構(gòu)因素。 因?yàn)樵诹鲃?dòng)過(guò)程中，隨著高分子的分子量的增加，分子鏈便會(huì)開始纏結(jié)，不能獨(dú)立運(yùn)動(dòng)。此時(shí)的流動(dòng)單元是鏈段而不是整個(gè)分子鏈。然而，這些鏈段必須同它們周圍的其他鏈段同運(yùn)動(dòng)?！捌渌湺巍笨梢允峭环肿渔湹囊徊糠?，也可以與之纏結(jié)的另一個(gè)分子鏈的一部分。 一旦鏈長(zhǎng)得足以產(chǎn)生纏結(jié)，流動(dòng)就變得困難得多了，導(dǎo)致能量的耗散顯著增加。一般把高分子出現(xiàn)纏結(jié)所需的最低分子量定為臨界（纏結(jié)）分子量（ Mc） 。 高分子的分子量分布也影響其流體的流變性質(zhì)。 分子量相同但分子量分布不同的高分子流體的黏度隨剪切速率變化的幅度是不相同的。 由圖可見，當(dāng)剪切速率較低時(shí)，分子量分布寬的物料黏度較分子量分布窄的高；但當(dāng)剪切速率較高時(shí)則恰好相反。對(duì)于分子量分布寬的高分子而言，因?yàn)槠浞肿恿亢艽蟮牟糠终嫉谋壤^多，剪切速率增大時(shí)長(zhǎng)鏈分子對(duì)于剪切敏感，形變較大，故對(duì)黏度下降貢獻(xiàn)較多。而分子量分布窄、較均一的體系則黏度變化小。 流變測(cè)量學(xué)的任務(wù) 綜上所述，流變測(cè)量學(xué)首先必須承擔(dān)起如下兩項(xiàng)任務(wù)： （ 1）理論上，要建立起各種邊界條件下的可測(cè)量的量（如壓力、扭矩、轉(zhuǎn)速、頻率、線速度、流量、溫度等）與描寫材料流變性質(zhì)但不能直接測(cè)量的物理量（如應(yīng)力、應(yīng)變、應(yīng)變速率、黏度、模量、法向應(yīng)力差系數(shù)等）之間的恰當(dāng)聯(lián)系，分析各種流變測(cè)量實(shí)驗(yàn)的科學(xué)意義，估計(jì)其引入的誤差。 （ 2）實(shí)驗(yàn)技術(shù)上，要能夠完成在很寬的黏彈性變化范圍內(nèi)（往往跨越幾個(gè)乃至十幾個(gè)數(shù)量級(jí)的變化范圍），針對(duì)從聚合物溶液到熔體等不同狀態(tài)體系的黏彈性測(cè)量，并使測(cè)得的量值盡可能準(zhǔn)確地反映體系真實(shí)的流變特性和工程的實(shí)際條件。 毛細(xì)管流變儀 ? 基本構(gòu)造 ? 毛細(xì)管流變儀是目前發(fā)展得最成熟、最典型、因而應(yīng)用最廣泛的 聚合物熔體 流變測(cè)量?jī)x。 ? 其主要優(yōu)點(diǎn)在于 操作簡(jiǎn)單、測(cè)量準(zhǔn)確、測(cè)量范圍寬。（ ）。 ? 另外，毛細(xì)管中熔體的流動(dòng)與某些加工成型過(guò)程中熔體流動(dòng)形式相仿，因而具有實(shí)用價(jià)值。 ? 使用毛細(xì)管流變儀不僅能測(cè)量熔體的剪切黏度，還可通過(guò)對(duì)擠出流變的研究，表征熔體的彈性行為。 1412. 10~10 ???? ss?毛細(xì)管流變儀的基本構(gòu)造如圖所示。其核心部分是一套精致的毛細(xì)管，具有不同的長(zhǎng)徑比（通常有 L/D=10/ 20/ 30/1和 40/1等）；料筒周圍為恒溫加熱套，內(nèi)有電熱絲；料筒內(nèi)物料的上部為液壓驅(qū)動(dòng)的柱塞。 物料經(jīng)加熱成為熔體后，在柱塞高壓作用下從毛細(xì)管擠出，由此測(cè)量材料的黏彈性（如黏度、不穩(wěn)定流動(dòng)和出口膨脹等）。 毛細(xì)管流變儀的基本構(gòu)造 恒速率型儀器（上圖） 預(yù)置柱塞下壓速度為恒定，待測(cè)定的量為 毛細(xì)管兩端的壓差 。 恒 壓力型儀器（下圖） 預(yù)置柱塞前進(jìn)壓力為恒定，待測(cè)量為物料的擠出速度（流量） 。 熔體流動(dòng)速率測(cè)定儀的基本構(gòu)造 毛細(xì)管的沿程流場(chǎng) 物料從大直徑的料筒，被擠壓進(jìn)入毛細(xì)管后流出，其流動(dòng)經(jīng)歷幾個(gè)階段。 （ 1） 入口區(qū)（包括入口前區(qū)和入口發(fā)展區(qū)）， 入口前區(qū)有明顯的流線收斂行為，流動(dòng)類型主要有延伸流動(dòng)和剪切流動(dòng)；由于入口流動(dòng)的干擾，流體須經(jīng)一段距離后，才能發(fā)展成穩(wěn)定的流動(dòng)； （ 2） 完全發(fā)展流動(dòng)區(qū) ，表現(xiàn)為穩(wěn)定的流線平行的層流； （ 3） 出口區(qū) ，因?yàn)楣鼙诩s束突然消失，彈性流體出擠出脹大，流線又隨之發(fā)生變化。 完全發(fā)展流動(dòng)區(qū)是毛細(xì)管中最重要的區(qū)域，物料的黏度在此測(cè)定?？梢宰C明，物料在流線平行的完全發(fā)展區(qū)作測(cè)黏流動(dòng)。所謂測(cè)黏流動(dòng)，指流場(chǎng)中每一物質(zhì)點(diǎn)均承受常剪切速率的簡(jiǎn)單剪切形變（加上平移和轉(zhuǎn)動(dòng)），只有測(cè)黏流動(dòng)才能測(cè)出客觀的有實(shí)際價(jià)值的黏性性質(zhì)。 毛細(xì)管內(nèi)流場(chǎng)分析 測(cè)量剪切應(yīng)力的問(wèn)題歸結(jié)為測(cè)壓力梯度的問(wèn)題，而后者是較易測(cè)定的，只要 測(cè)出毛細(xì)管兩端的壓力差除以毛細(xì)管長(zhǎng)度即可得 剪切應(yīng)力 公式： 值得指出的是，上述計(jì)算剪切應(yīng)力公式， 對(duì)任何一種流體，無(wú)論是牛頓型流體科學(xué)實(shí)驗(yàn)是非牛頓型流體均成立。 計(jì)算過(guò)程中并不涉及流體的類型。 LpR2????綜合以上兩式，則可由體積流率 Q求出在毛細(xì)管管壁處牛頓型流體所承受的剪切速率： 上式的流變學(xué)意義是： 若測(cè)量出體積流率 Q，則可直接求出牛頓型流體在毛細(xì)管管壁處的剪切速率。 此外，上式求得的是牛頓型流體在毛細(xì)管管壁處的剪切速率，換言之，必須對(duì)同一流體元測(cè)量剪切應(yīng)力和剪切速率，計(jì)算出的黏度才能反映真正的物料性能 。 3. 4RqNN ????? ???題型 ? 圖表、符號(hào)代表的物理意義 ? 名詞解釋 ? 填空題 ? 簡(jiǎn)答題 ? 論述題
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