【正文】 這種構(gòu)象變化在口模內(nèi)部部分得到松弛，但仍有部分直到擠出口模后才回復(fù)。擠出后的分子鏈回復(fù)到新的無規(guī)線團構(gòu)象，使熵值升高而脹大。 （ 3）實驗表明，一切影響高分子熔體彈性的因素都對擠出脹大行為有影響。如擠出溫度升高，或擠出速度下降，或體系中加入填料而導(dǎo)致高分子熔體彈性形變減少時，擠出脹大現(xiàn)象明顯減輕。 討論 （二）不穩(wěn)定流動和熔體破裂現(xiàn)象 圖 613 不穩(wěn)定流動的擠出物外觀示意圖 實驗表明，高分子熔體從口模擠出時，當(dāng)擠出速率（或剪切應(yīng)力）超過某一臨界剪切速率 （或臨界剪切應(yīng)力 ），容易出現(xiàn)彈性湍流，導(dǎo)致流動不穩(wěn)定，擠出物表面粗糙。 隨擠出速率的增大，可能先后出現(xiàn)波浪形、鯊魚皮形、竹節(jié)形、螺旋形畸變，最后導(dǎo)致完全無規(guī)則的熔體破裂 c?? c?低擠出速率 高擠出速率 （ 3）從形變能的觀點看，高分子液體的彈性貯能本領(lǐng)是有限的。當(dāng)外力作用速率很大，外界賦予液體的形變能遠遠超出液體可承受的極限時，多余的能量將以其它形式表現(xiàn)出來，其中產(chǎn)生新表面、消耗表面能是一種形式，即發(fā)生熔體破裂。 （ 1）雖然關(guān)于發(fā)生不穩(wěn)定流動的機理目前尚無統(tǒng)一認識，但各種假定都認為，這也是高分子液體彈性行為的表現(xiàn)。 （ 2）就熔體破裂現(xiàn)象而言，肯定地說，它與熔體的非線性粘彈性、與分子鏈在剪切流場中的取向和解取向（構(gòu)象變化及分子鏈松弛的滯后性）、纏結(jié)和解纏結(jié)及外部工藝條件諸因素有關(guān)。 討論 （三）“爬桿”現(xiàn)象（ Weissenberg效應(yīng)） 圖 614 高分子液體的“爬桿”效應(yīng) 與牛頓型流體不同，盛在容器中的高分子液體，當(dāng)插入其中的圓棒旋轉(zhuǎn)時，沒有因慣性作用而甩向容器壁附近，反而環(huán)繞在旋轉(zhuǎn)棒附近，出現(xiàn)沿棒向上爬的 “爬桿”現(xiàn)象 。這種現(xiàn)象稱韋森堡（ Weissenberg）效應(yīng)，又稱“包軸”現(xiàn)象。 pA? pB pA? pB 高分子液體 牛頓型流體 彈性液體則不然，彈性液體流動時，除有剪切應(yīng)力外，作用在三個正交面元上的法向應(yīng)力也不相等，使液體既發(fā)生粘性形變（表現(xiàn)為有粘度，消耗能量），又發(fā)生彈性形變（表現(xiàn)為有法向應(yīng)力差，貯存能量）。 定義法向應(yīng)力差函數(shù) ， ，用以描述液體的彈性。高分子液體發(fā)生“爬桿”現(xiàn)象，正是由于法向應(yīng)力差效應(yīng)引起的。 332211 ??? ??2211 ?? ? 3322 ?? ? 法向應(yīng)力差效應(yīng)是彈性液體特有的效應(yīng)。 純粘性液體流動時，內(nèi)部流體元上所受的應(yīng)力主要在外表面的切線方向，稱剪切應(yīng)力，是一種摩擦力，它引起流體元剪切變形。面元的法線方向雖然也有應(yīng)力（稱法向應(yīng)力，主要為壓力和拉力），但由于液體沒有彈性，不可壓縮，因此三個正交面元上的法向應(yīng)力相等， 。 法向應(yīng)力差效應(yīng) 圖 615 流體元上的應(yīng)力分布狀態(tài) 爬桿現(xiàn)象是一種有趣的高分子液體彈性行為。出現(xiàn)這一現(xiàn)象的原因仍然追尋到高分子液體的粘彈性。分析得知，在所有流線彎曲的剪切流場中高分子流體元除受到剪切應(yīng)力外（表現(xiàn)為粘性），還存在法向應(yīng)力差效應(yīng)（表現(xiàn)為彈性）。 （四）無管虹吸，拉伸流動和拉伸粘度 圖 616 無管虹吸效應(yīng) 對牛頓型流體，當(dāng)虹吸管提高到離開液面時，虹吸現(xiàn)象立即終止。對高分子液體，當(dāng)虹吸管升離液面后，杯中液體仍能源源不斷地從虹吸管流出，這種現(xiàn)象稱無管虹吸效應(yīng)。 側(cè) 吸 效 應(yīng) 該現(xiàn)象也與高分子液體的彈性行為有關(guān)。液體的這種彈性使之容易產(chǎn)生拉伸流動，拉伸液流的自由表面相當(dāng)穩(wěn)定，因而具有良好的紡絲和成膜能力。 拉伸流動、拉伸速率、拉伸粘度 所謂拉伸流動，從流變學(xué)意義講，指流體流動的速度方向與速度梯度方向平行。這與剪切流動有很大差別，剪切流動中，流體流速方向與速度梯度方向垂直。剪切流動與液體的粘性聯(lián)系在一起，而拉伸流動與液體的彈性聯(lián)系在一起。 考慮一維拉伸的情況 ， 假定流體沿 x方向流動 ， 其速度梯度也在 x方向 ， 為 。 仿照剪切速率 ， x方向的拉伸速率可以定義為： dxdv x /xv xE ????? 仿照剪切粘度定義 ， 通過拉伸速率和拉伸應(yīng)力 ， 可以定義拉伸粘度函數(shù) 。 ExxT ?? ??E（ 611） （ 612） 式中 Txx為拉伸方向的總法向應(yīng)力 。 圖 617 高分子拉伸粘度對拉伸應(yīng)力關(guān)系的三種類型， 以及和切變粘度對切應(yīng)力關(guān)系的比較 對粘度為常數(shù)的流體 ， 拉伸粘度又稱 Trouton粘度 ， 它與剪切粘度 的關(guān)系為： T?0?? ?? ??????對雙軸拉伸對單軸拉伸0063????TT高分子液體的拉伸粘度比 Trouton粘度復(fù)雜得多。 （ 613） 拉伸流動的研究在高分子材料加工工程中十分重要。在纖維紡絲和薄膜吹塑過程中物料承受強烈的拉伸變形，流動過程主要為拉伸流動。纖維紡絲過程為一維的單軸拉伸，薄膜吹塑過程屬二維的雙向拉伸。在其它高分子材料加工過程，如壓延、擠出、注塑過程中也同樣存在拉伸流動。可以說，凡是彈性液體流經(jīng)截面有顯著變化的流道時，都有拉伸流動存在。 高分子液體的拉伸粘度非常復(fù)雜。變化規(guī)律有多種類型：一種是與拉伸應(yīng)力幾乎無關(guān)，如聚甲基丙烯酸甲酯、共聚甲醛、尼龍 66屬于這種情況；一種是隨拉伸應(yīng)力的增加而減小，如聚丙烯在應(yīng)力為 108Pa時的拉伸粘度只有應(yīng)力為 105Pa時的 1/5；還有一種是隨拉伸應(yīng)力的增加而增加，如低密度聚乙烯。 目前尚無一種恰當(dāng)?shù)睦碚?，能夠預(yù)言拉伸粘度如此復(fù)雜的變化規(guī)律。 討論 小結(jié) 掌握內(nèi)容： 高聚物粘流態(tài)特征及流動機理 高分子液體的流動曲線和流動規(guī)律；剪切變稀效應(yīng) 及粘度的表征 高聚物熔體彈性效應(yīng)的現(xiàn)象 、 機理及影響因素 理解內(nèi)容： 影響高分子液體流動性 （ 剪切粘度和彈性 ） 的因素 高聚物熔體流動性與材料加工方法的關(guān)系 END of Chapt. 6