聚合物材料加工流變學(xué)復(fù)習(xí)資料

1、聚合物材料加工流變學(xué)復(fù)習(xí)資料默認(rèn)分類2010060221:00:59閱讀165評論0字號：大中小訂閱流變學(xué)流變學(xué)：是研究材料流動(dòng)及變形規(guī)律的科學(xué)。熔融指數(shù)：熱塑性塑料在一定溫度和壓力下，熔體在十分鐘內(nèi)通過標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管的重量值。表觀剪切黏度：表觀剪切黏度：聚合物流變曲線上某一點(diǎn)的剪切應(yīng)力與剪切速率之比牛頓流體：指在受力后極易變形，且切應(yīng)力與變形速率成正比的低粘性流體?？苫貜?fù)形變可回復(fù)形變：在一定時(shí)間內(nèi)維持該形變保持恒定，而后撤去外力，使形變

2、自然恢復(fù)，發(fā)現(xiàn)只有一部分形變得到恢復(fù)，另一部分則作為永久變形保留下來，其中可恢復(fù)形變量Sr表征流體在形變過程中儲存彈性能的大小。第2光滑擠出區(qū)：光滑擠出區(qū)：剪切速率持續(xù)升高，當(dāng)達(dá)到第二臨界剪切速率后，流變曲線跌落，然后再繼續(xù)發(fā)展，擠出物表面可能又變得光滑，這一區(qū)域稱為第二光滑擠出區(qū)。冷凍皮層冷凍皮層：實(shí)際上熔體進(jìn)入冷模后，貼近模壁的熔體很快凝固，速度銳減，形成冷凍皮層，使熔體流道寬度Z下降。法向應(yīng)力效應(yīng)法向應(yīng)力效應(yīng)：聚合物材料在口模流動(dòng)

3、中，由于自身的黏彈特性，大分子鏈的剪切或拉伸取向?qū)е缕淞W(xué)性能的各向異性，產(chǎn)生法向應(yīng)力效應(yīng)。松弛時(shí)間松弛時(shí)間：彈性形變在外力除去后松馳的快慢，可用松馳時(shí)間表征，τ=ηG，τ越大，松馳時(shí)間越長。德博拉數(shù)德博拉數(shù)DebahDebah數(shù)——時(shí)間尺度：時(shí)間尺度：松弛時(shí)間與實(shí)驗(yàn)觀察時(shí)間之比?！?時(shí)做黏性流體，》1時(shí)做彈性固體。入口校正：入口校正：由于實(shí)際切應(yīng)力的減小與毛細(xì)管有效長度的延長是等價(jià)的，所以可將假想的一段管長eR加到實(shí)際的毛細(xì)管長度L上

4、，用LeR作為毛細(xì)管的總長度其中e為入口修正系數(shù)，R為毛細(xì)管的半徑。用作為均勻的壓力梯度，來補(bǔ)償入口管壓力的較大下降殘余應(yīng)力。殘余應(yīng)力：構(gòu)件在制造過程中，將受到來自各種工藝等因素的作用與影響；當(dāng)這些因素消失之后，若構(gòu)件所受到的上述作用于影響不能隨之而完全消失，仍有部分作用與影響殘留在構(gòu)件內(nèi)，則這種殘留的作用與影響稱為殘余應(yīng)力。韋森堡效應(yīng)爬桿現(xiàn)象包軸現(xiàn)象：韋森堡效應(yīng)爬桿現(xiàn)象包軸現(xiàn)象：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

5、棒旋轉(zhuǎn)時(shí)，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Weissenberg效應(yīng)，又稱包軸現(xiàn)象。表觀粘度：表觀粘度：表觀粘度ηa定義流動(dòng)曲線上某一點(diǎn)τ與γ的比值。第一法向應(yīng)力差第一法向應(yīng)力差：沿著流動(dòng)方向受拉伸，拉抻了的分子鏈產(chǎn)生最大法向應(yīng)力σ11，使流體處于緊張狀態(tài)，像有收縮力作用，起到一個(gè)“箝住效應(yīng)”在此同時(shí)，由于剪切作用，另一方面會在垂直于流動(dòng)方向（垂直于剪切面）產(chǎn)生正向推力σ22

6、，兩者之差就是第一法向應(yīng)力差。本構(gòu)方程本構(gòu)方程：描述應(yīng)力分量與形變分量或形變速率分量之間關(guān)系的方程是描述一大類材料所遵循的與材料結(jié)構(gòu)屬性相關(guān)的力學(xué)響應(yīng)規(guī)律的方程.反映流變過程中材料本身的結(jié)構(gòu)特性。平衡轉(zhuǎn)矩平衡轉(zhuǎn)矩：作用在當(dāng)量面積上的轉(zhuǎn)矩M與粘性力矩平衡。WeissenbergWeissenberg數(shù)——應(yīng)力比尺度：應(yīng)力比尺度：第1法向應(yīng)力與剪切應(yīng)力之比。Ws越小，彈性不明顯。擠出脹大巴拉斯效應(yīng)：擠出脹大巴拉斯效應(yīng)：指高分子熔體被強(qiáng)迫擠出

7、口模時(shí)，擠出物尺寸大于口模尺寸，截面形狀也發(fā)生變化的現(xiàn)象。駐點(diǎn)：駐點(diǎn)：在x’處物料流速分布中x’=λ，中心處的速度=0稱駐點(diǎn).即此時(shí)物料內(nèi)壓力為極大值的一半.速度分布速度分布兩個(gè)特殊點(diǎn):x’=λvx=v即壓力極大值處和物料脫輥處物料流速等于輥筒表面線速度且速度沿y方向均等分布保證壓出料片速度均勻平穩(wěn)壓出.在λx’λ前方壓力小后部壓力大壓差作用向前形成正壓力流各層速度大于輥筒表面線速度.在x’λ前方壓力大后部壓力小形成反壓力流各層流速小于

8、輥筒表面線速度.在x’處物料流速分布中中心處的速度=0稱駐點(diǎn).在x’x’正負(fù)流速共存形成旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)注塑過程：注塑過程：第一階段:合模引料階段:物料在料筒內(nèi)加熱塑化模板閉合物料開始向入模方向移動(dòng)但仍未入模腔模腔內(nèi)的壓力非常低.第二階段:充模階段:熔體開始進(jìn)入模腔內(nèi)模內(nèi)壓力逐漸上升.第三階段:保壓階段:因?yàn)閲娮靿毫Ω哂谀Ｇ粔毫λ匀垠w仍可緩慢進(jìn)入模腔內(nèi)以補(bǔ)充熔體在模內(nèi)冷卻收縮后所用的物料使制品進(jìn)一步密實(shí).第四階段:倒流階段:由于柱塞后退柱塞壓

9、力立即消失噴嘴內(nèi)的壓力也迅速下降為0但此時(shí)模腔內(nèi)的壓力要高于流道中的壓力所以澆口內(nèi)尚未凝固的熔體有可能倒流直到澆口內(nèi)熔體凝固為止.第五階段:凝封階段:沒有明顯的時(shí)間間隔當(dāng)上述倒流階段結(jié)束后也就到了凝封時(shí)間這時(shí)由于澆口凍結(jié)模內(nèi)壓力不能繼續(xù)下降.第六階段:冷卻階段:這一階段持續(xù)到物料的溫度下降到非晶性高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變溫度或結(jié)晶性高聚物的熔融溫度使鏈段運(yùn)動(dòng)凍結(jié)起來.第七階段:開模階段:殘余應(yīng)力１.毛細(xì)管流變儀測量原理，為什么要進(jìn)行入口校正及

10、方法，及毛細(xì)管流變儀實(shí)際應(yīng)用毛細(xì)管流變儀測量原理，為什么要進(jìn)行入口校正及方法，及毛細(xì)管流變儀實(shí)際應(yīng)用（1）根據(jù)測量原理的不同，毛細(xì)管流變儀分為恒速型和恒壓型兩類，恒速型儀器預(yù)置柱塞下壓速度為恒定，待測定的量為毛細(xì)管兩端壓差，恒壓型儀器預(yù)置柱塞前進(jìn)壓力為恒定，待測量為物料的擠出速度即流量。（2）推導(dǎo)中假設(shè)毛細(xì)管長度L是無限長的，事實(shí)上是有限長的，流體在流過入口處時(shí)，速度因從大口到小口而漸增，流線收斂，所以物料從料筒經(jīng)入口被擠入毛細(xì)管時(shí)，引

11、起不同流速層之間粘性的摩擦能量耗散，另一方面，流體從大口流入小口時(shí)，在流動(dòng)方向上產(chǎn)生速度梯度，引起彈性形變，也要消耗能量。這兩項(xiàng)能量的損失，使得在毛細(xì)管入口處的壓力降并不反映真實(shí)的壓力降。如沒有入口效應(yīng)，實(shí)際作用于長L管的切應(yīng)力比有入口效應(yīng)的要小，所以要扣除這部分入口效應(yīng)引起的壓力降。2.2.轉(zhuǎn)矩流變儀測量原理及實(shí)際應(yīng)用轉(zhuǎn)矩流變儀測量原理及實(shí)際應(yīng)用①采用混合器測試時(shí)，高聚物以粒子或粉末的形式自加料口加入到密閉混煉室中，物料受到上頂栓的壓

12、力，并且通過轉(zhuǎn)子表面與混合室壁之間的剪切、攪拌、擠壓，轉(zhuǎn)子之間的捏合、撕扯，轉(zhuǎn)子軸向翻搗、捏煉等作用，實(shí)現(xiàn)物料的塑化、混煉，直至達(dá)到均勻狀態(tài)。實(shí)驗(yàn)中通過記錄物料在混合過程中對轉(zhuǎn)子產(chǎn)生的反扭矩以及溫度隨時(shí)間的變化，來研究物料在加工過程中的分散性能、流動(dòng)行為及結(jié)構(gòu)變化。②對PVC穩(wěn)定性能影響聚合物交聯(lián)過程研究剪切粘度影響因素：剪切粘度影響因素：1、鏈結(jié)構(gòu)鏈結(jié)構(gòu)：前面已經(jīng)介紹過聚合物的流動(dòng)是分段進(jìn)行的，是通過鏈段相繼移動(dòng)，導(dǎo)致分子鏈重心沿外力