【正文】 降低，呈剪切變稀效應(yīng)。 表觀粘度單位與牛頓粘度相同。 圖 64 假塑性高分子液體的流動(dòng)曲線 左圖： 剪切應(yīng)力 剪切速率曲線； 右圖： 表觀粘度 剪切速率曲線 a?膨脹性流體（或稱脹流體） 與假塑性流體相反，隨著剪切速率或剪切應(yīng)力的增加，粘度升高，即發(fā)生剪切變稠。 ns K ?? ??K是常數(shù)， n是表征偏離牛頓流動(dòng)的程度的指數(shù)，稱為非牛頓指數(shù)。牛頓流體可以看成是 n=1的特殊情況，此時(shí) K= 0?另一種非牛頓流體是 賓漢流體（或稱塑性流體 ），具有名符其實(shí)的塑性行為，即在受到的剪切應(yīng)力小于某一臨界值時(shí)不發(fā)生流動(dòng)，相當(dāng)于虎克固體，而超過臨界值后，則可像牛頓液體一樣流動(dòng)。 如泥漿、牙膏和油脂，涂料特別需要這種塑性。式中 K（常數(shù)） 和 n 為材料參數(shù)， 稱材料的流動(dòng)指數(shù)或非牛頓指數(shù)，等于在 雙對數(shù)坐標(biāo)圖中曲線的斜率。 nK ?? ???1???? na K ???? ??（ 64） （ 65） ???lnlnddn ??? ?lnln ?或 冪律方程 （ 1）對牛頓型流體， n =1， K = 0； 對假塑性流體， n 1。 （ 2）同一種材料，在不同的剪切速率范圍內(nèi)， n 值也不是常數(shù)。 （ 3）所有影響材料非線性性質(zhì)的因素也必對 n 值有影響。 填入軟化劑，增塑劑則使 n 值上升。許多描述材料假塑性行為的軟件設(shè)計(jì)程序采用冪律方程作為材料的本構(gòu)方程。真正的粘度應(yīng)當(dāng)是不可逆的粘性流動(dòng)的一部分，而表觀粘度還包括了可逆的高彈性變形那一部分，所以表觀粘度一般小于真正粘度。 因?yàn)楦呔畚锏牧鲃?dòng)并不是高分子鏈之間的簡單的相對滑移的結(jié)果，而是各個(gè)鏈段分段運(yùn)動(dòng)的總結(jié)果。 （ 1）已知柔性鏈大分子在溶液或熔體中處于卷曲的無規(guī)線團(tuán)狀。 （ 2）當(dāng)在外力或外力矩的作用下熔體流動(dòng)時(shí)，大分子鏈的構(gòu)象被迫發(fā)生改變。 （ 3）當(dāng)流速很小時(shí)，體系所受的剪切應(yīng)力或剪切速率很小，分子鏈構(gòu)象變化得也很慢，而且分子鏈運(yùn)動(dòng)有足夠的時(shí)間進(jìn)行松弛，致使其構(gòu)象分布從宏觀上看幾乎不發(fā)生變化，故體系粘度也不變，表現(xiàn)出牛頓型流動(dòng)特點(diǎn)。這種變化主要源于大分子鏈沿流動(dòng)方向取向；另一方面由于過程進(jìn)行速度快，體系沒有足夠的時(shí)間充分松弛，使長鏈大分子偏離原來的平衡構(gòu)象 （ 見圖 65） 。 （ 5）除有剪切粘性外，高分子液體流動(dòng)時(shí)，還表現(xiàn)出彈性液體的性質(zhì)。按照高分子構(gòu)象改變說，柔性大分子鏈在外界應(yīng)力作用下沿流動(dòng)方向取向，使體系的構(gòu)象熵減小；由于松弛作用，體系的構(gòu)象熵會(huì)部分地恢復(fù)，從而表現(xiàn)出熵彈性。 ?高彈形變的恢復(fù)過程也是一個(gè)松弛過程。 ?高聚物流動(dòng)的這個(gè)特點(diǎn)，在成型加工過程中必須予以充分重視，否則就不可能得到合格的產(chǎn)品。只有在低的剪切速率下才比較接近牛頓流體，因此從熔融指數(shù)儀中得到的流動(dòng)性能數(shù)據(jù)，是在低的剪切速率的情況下獲得的，而實(shí)際成型加工過程往往是在較高的切變速率下進(jìn)行的。 ?對各種具體高聚物，統(tǒng)一規(guī)定了若干個(gè)適當(dāng)溫度和負(fù)荷條件，以在相同條件下測量結(jié)果進(jìn)行比較。 影 響 因 素 實(shí)驗(yàn)條件和生產(chǎn)工藝條件的影響 （溫度 T；壓力 p；剪切速度或剪切應(yīng)力 σ等） 大分子結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 （平均分子量；分子量分布；長鏈支化度等） 物料結(jié)構(gòu)及成分的影響 （配方成分，如添料、軟化劑等） 影響高分子液體剪切粘度的因素 （一）實(shí)驗(yàn)條件和生產(chǎn)工藝條件的影響 圖 66 PMMA的粘度與溫度和壓力的關(guān)系 溫度和壓力的影響 總的規(guī)律：溫度升高時(shí)，物料粘度下降； 壓力升高時(shí)，物料粘度上升。 （ 2）在溫度遠(yuǎn)高于玻璃化溫度和熔點(diǎn)時(shí)（ +100℃ ），高分子熔體粘度與溫度的依賴關(guān)系可用 Arrhenius方程很好地描述： 式中： 為溫度 T 時(shí)的零剪切粘度； K 為材料常數(shù)， ； R 為普適氣體常數(shù)， 稱粘流活化能，單位為 Jmol1。 粘流活化能是描述材料粘 溫依賴性的物理量。 由于高分子液體的流動(dòng)單元是鏈段，因此粘流活化能的大小與分子鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與總分子量關(guān)系不大。 與此相反，柔性較好的線型高分子材料粘流活化能較低。mol1 Eη / kJmol1 Eη / kJ 高分子粘度的溫度敏感性與材料的加工行為有關(guān) 。 另一方面看 ， 由于粘度的溫敏性大 ， 加工時(shí)必須嚴(yán)格控制溫度 ，否則將影響產(chǎn)品質(zhì)量 。該效應(yīng)對高分子材料加工具有重要意義。 剪切速率和剪切應(yīng)力的影響 圖 68 幾種高分子熔體在 200℃ 的粘度與剪切速率的關(guān)系 〇 HDPE； ΔPS；● PMMA；▽ LDPE；□ PP 材料的粘 切依賴性可以用毛細(xì)管 流變儀和轉(zhuǎn)子式粘度計(jì)全面地測量。流動(dòng)指數(shù)反映了材料粘 切依賴性的大小。 2）材料流動(dòng)性由線性行為（牛頓型流體）轉(zhuǎn)入非線性行為 （非牛頓型流體）的臨界剪切速率不同； 流動(dòng)曲線的差異歸根結(jié)底反映了分子鏈結(jié)構(gòu)及流動(dòng)機(jī)理的差別。長鏈分子在強(qiáng)剪切場中還可能發(fā)生斷裂，分子量下降，也導(dǎo)致粘度降低。 cWcWMMMM????????210WWMKMK?(68) cM（二）分子結(jié)構(gòu)參數(shù)的影響 平均分子量的影響 Fox Flory公式： 式中 為分子鏈發(fā)生 “ 纏結(jié) ” 的臨界分子量 。 圖 69 一組高分子材料 的粘度與分子量 M的關(guān)系 當(dāng)平均分子量小于臨界纏結(jié)分子量時(shí)，材料的零剪切粘度與分子量基本成正比。 表 64 典型高分子材料的臨界纏結(jié)分子量參考值 聚合物 臨界纏結(jié)分子量 線型聚乙烯 聚苯乙烯 聚乙酸乙烯酯 聚異丁烯 聚丁二烯 1,4（ 50%順式） 聚甲基丙烯酸甲酯（一般有規(guī)） 聚二甲基硅氧烷 聚己內(nèi)酰胺（線型） 3