聚合物的流動(dòng)性課件

10.31聚合物的粘流態(tài)●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?線形聚合物在某一溫度范圍內(nèi),尚未發(fā)生化學(xué)分解,而鏈運(yùn)動(dòng)已足夠強(qiáng)烈以致能實(shí)現(xiàn)分子間明顯的相對位移,聚合物熔融達(dá)到能流動(dòng)的狀態(tài)。不存在粘流態(tài)的情況1)、T4<Tr的LinearPolymer:PAN、PIF2)交聯(lián)度很大(體型)或分子鏈剛性過強(qiáng)的PolymerCuredEpoxyresin、PF、聚乙炔、聯(lián)苯10.31聚合物的粘流態(tài)110.32流動(dòng)機(jī)理●●。●●●●●●●●0●●低分子物質(zhì):分子通過分子間的孔穴相繼向某一方向移動(dòng)(外力作用方向),形成液體宏觀流動(dòng)現(xiàn)象高分子的流動(dòng):(不是簡單的整條分子鏈的躍遷)是通過鏈段的相繼躍遷來實(shí)現(xiàn),即通過鏈段的逐步位移完成整條大分子鏈的位移形象地說這種流動(dòng)類似于蚯蚓的蠕動(dòng)這模型并不需在高聚物熔體中產(chǎn)生整個(gè)分子鏈那樣大小的孔穴,而只要如鏈段大小的孔穴就可以了這里的鏈段也稱流動(dòng)單元,尺寸大小約含幾十個(gè)主鏈原子10.32流動(dòng)機(jī)理210.33聚合物粘性流動(dòng)時(shí)的形變?yōu)槭裁?高彈形變:由鏈段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的不可逆形變:整條大分子鏈質(zhì)心移產(chǎn)生的。除去外力不能回復(fù)。(Why)Conclution:聚合物的流動(dòng)伴有高彈形變高分子的流動(dòng)不是簡單的整個(gè)分子的遷移,而是各個(gè)鏈段分段運(yùn)動(dòng)的總結(jié)果在外力作用下,高分子鏈不可避免的要順外力的方向有所伸展,即高聚物進(jìn)行粘性流動(dòng)的同時(shí)伴隨著定量的高彈形變,外力消失后高分子鏈又要蜷曲,形變要恢復(fù)一部分.10.33聚合物粘性流動(dòng)時(shí)的形變3●●。●●●●●●●●0●●高彈形變的回復(fù)過程也是一個(gè)松弛過程鏈的柔順性:好則回復(fù)快溫度:越高,則回復(fù)越快這個(gè)特點(diǎn)在加工時(shí)必須考慮●●?！瘛?10.34流體的類型聚合物的流變性●●。●●●●●●●●0一牛頓流體:●●低分子流體在流動(dòng)時(shí)流速越大流動(dòng)阻力越大,切應(yīng)力與切變速率成正比流動(dòng)性為可用牛頓流體定律來表mYG--切應(yīng)應(yīng)n--粘度Y--切變變速粘度η是流體內(nèi)部反抗這種流動(dòng)的內(nèi)摩擦阻力,與分子間的纏繞程度和分子間的相互作用有關(guān)。不隨切應(yīng)力或切變速率而變化。單位:Nm/S2,Pas10.34流體的類型聚合物的流變性5非牛頓流體:不符合牛頓流動(dòng)定律稱為●●●●●非牛頓流體通?？梢杂昧鲃?dòng)曲線來作判定?！瘛?BPB切變速率切變速率圖2各類流體的流動(dòng)曲線圖3各類流體的粘度與切變速率的關(guān)系N牛頓流體;D切力增稠流體(脹流體)S-切力變稀流體(假塑性流體)i-理想的賓漢流體PB-假塑性賓漢體非牛頓流體:不符合牛頓流動(dòng)定律稱為6●●?！瘛瘛瘛瘛瘛?賓漢流體(塑性體):●●0●●剪切應(yīng)力小于一定值σ流體不動(dòng)當(dāng)G≥σ時(shí),才產(chǎn)生牛頓流動(dòng)例如:牙膏涂料和泥漿O-O=nr2假塑性流體粘度隨著剪切速率的增加而變小,切力變稀(流動(dòng)性變好):例如大多數(shù)的聚合物熔體●●?！瘛?3膨脹性流體●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?●●隨著剪切速率的增加粘度變大切力變稠例如:分散體系聚合物懸浮體系,膠乳等P20294流凝體:維持恒定的切變速率粘度隨著時(shí)間的增加而增大的流體叫流凝體飽和聚酯等觸變體:維持恒定的切變速率粘度隨著時(shí)間的增加而減小的流體叫觸變體油漆等3膨脹性流體8真正的聚合物流體的流動(dòng)遵從的規(guī)律遵●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?循冪律定律●●σ(r)=Ky",K--稠度系數(shù),n-非牛頓指數(shù)n<,y個(gè),n,假塑性流體n=1,y個(gè),不變,牛頓流體n>1,y個(gè),n個(gè),脹流體go=logK+nlogy真正的聚合物流體的流動(dòng)遵從的規(guī)律遵9絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動(dòng)行為遵從普適流動(dòng)曲線●●0●●第牛曾頓區(qū)第二牛頓兇Ilog圖4聚合物普適流動(dòng)曲線絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動(dòng)行為遵從10聚合物的流動(dòng)性課件11聚合物的流動(dòng)性課件12聚合物的流動(dòng)性課件13聚合物的流動(dòng)性課件14聚合物的流動(dòng)性課件15聚合物的流動(dòng)性課件16聚合物的流動(dòng)性課件17聚合物的流動(dòng)性課件18聚合物的流動(dòng)性課件19聚合物的流動(dòng)性課件20聚合物的流動(dòng)性課件21聚合物的流動(dòng)性課件22聚合物的流動(dòng)性課件23聚合物的流動(dòng)性課件24聚合物的流動(dòng)性課件25聚合物的流動(dòng)性課件26聚合物的流動(dòng)性課件27聚合物的流動(dòng)性課件28聚合物的流動(dòng)性課件29聚合物的流動(dòng)性課件30聚合物的流動(dòng)性課件31聚合物的流動(dòng)性課件32聚合物的流動(dòng)性課件33聚合物的流動(dòng)性課件34聚合物的流動(dòng)性課件35聚合物的流動(dòng)性課件36聚合物的流動(dòng)性課件37聚合物的流動(dòng)性課件38聚合物的流動(dòng)性課件39聚合物的流動(dòng)性課件40聚合物的流動(dòng)性課件41聚合物的流動(dòng)性課件42聚合物的流動(dòng)性課件43聚合物的流動(dòng)性課件44聚合物的流動(dòng)性課件45聚合物的流動(dòng)性課件46聚合物的流動(dòng)性課件47聚合物的流動(dòng)性課件48聚合物的流動(dòng)性課件49聚合物的流動(dòng)性課件50聚合物的流動(dòng)性課件51聚合物的流動(dòng)性課件52聚合物的流動(dòng)性課件53聚合物的流動(dòng)性課件54聚合物的流動(dòng)性課件55聚合物的流動(dòng)性課件56聚合物的流動(dòng)性課件57聚合物的流動(dòng)性課件58聚合物的流動(dòng)性課件5910.31聚合物的粘流態(tài)●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?線形聚合物在某一溫度范圍內(nèi),尚未發(fā)生化學(xué)分解,而鏈運(yùn)動(dòng)已足夠強(qiáng)烈以致能實(shí)現(xiàn)分子間明顯的相對位移,聚合物熔融達(dá)到能流動(dòng)的狀態(tài)。不存在粘流態(tài)的情況1)、T4<Tr的LinearPolymer:PAN、PIF2)交聯(lián)度很大(體型)或分子鏈剛性過強(qiáng)的PolymerCuredEpoxyresin、PF、聚乙炔、聯(lián)苯10.31聚合物的粘流態(tài)6010.32流動(dòng)機(jī)理●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?●●低分子物質(zhì):分子通過分子間的孔穴相繼向某一方向移動(dòng)(外力作用方向),形成液體宏觀流動(dòng)現(xiàn)象高分子的流動(dòng):(不是簡單的整條分子鏈的躍遷)是通過鏈段的相繼躍遷來實(shí)現(xiàn),即通過鏈段的逐步位移完成整條大分子鏈的位移形象地說這種流動(dòng)類似于蚯蚓的蠕動(dòng)這模型并不需在高聚物熔體中產(chǎn)生整個(gè)分子鏈那樣大小的孔穴,而只要如鏈段大小的孔穴就可以了這里的鏈段也稱流動(dòng)單元,尺寸大小約含幾十個(gè)主鏈原子10.32流動(dòng)機(jī)理6110.33聚合物粘性流動(dòng)時(shí)的形變?yōu)槭裁?高彈形變:由鏈段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的不可逆形變:整條大分子鏈質(zhì)心移產(chǎn)生的。除去外力不能回復(fù)。(Why)Conclution:聚合物的流動(dòng)伴有高彈形變高分子的流動(dòng)不是簡單的整個(gè)分子的遷移,而是各個(gè)鏈段分段運(yùn)動(dòng)的總結(jié)果在外力作用下,高分子鏈不可避免的要順外力的方向有所伸展,即高聚物進(jìn)行粘性流動(dòng)的同時(shí)伴隨著定量的高彈形變,外力消失后高分子鏈又要蜷曲,形變要恢復(fù)一部分.10.33聚合物粘性流動(dòng)時(shí)的形變62●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?●●高彈形變的回復(fù)過程也是一個(gè)松弛過程鏈的柔順性:好則回復(fù)快溫度:越高,則回復(fù)越快這個(gè)特點(diǎn)在加工時(shí)必須考慮●●?！瘛?310.34流體的類型聚合物的流變性●●。●●●●●●●●0一牛頓流體:●●低分子流體在流動(dòng)時(shí)流速越大流動(dòng)阻力越大,切應(yīng)力與切變速率成正比流動(dòng)性為可用牛頓流體定律來表mYG--切應(yīng)應(yīng)n--粘度Y--切變變速粘度η是流體內(nèi)部反抗這種流動(dòng)的內(nèi)摩擦阻力,與分子間的纏繞程度和分子間的相互作用有關(guān)。不隨切應(yīng)力或切變速率而變化。單位:Nm/S2,Pas10.34流體的類型聚合物的流變性64非牛頓流體:不符合牛頓流動(dòng)定律稱為●●●●●非牛頓流體通?？梢杂昧鲃?dòng)曲線來作判定?！瘛?BPB切變速率切變速率圖2各類流體的流動(dòng)曲線圖3各類流體的粘度與切變速率的關(guān)系N牛頓流體;D切力增稠流體(脹流體)S-切力變稀流體(假塑性流體)i-理想的賓漢流體PB-假塑性賓漢體非牛頓流體:不符合牛頓流動(dòng)定律稱為65●●?！瘛瘛瘛瘛瘛?賓漢流體(塑性體):●●0●●剪切應(yīng)力小于一定值σ流體不動(dòng)當(dāng)G≥σ時(shí),才產(chǎn)生牛頓流動(dòng)例如:牙膏涂料和泥漿O-O=nr2假塑性流體粘度隨著剪切速率的增加而變小,切力變稀(流動(dòng)性變好):例如大多數(shù)的聚合物熔體●●?！瘛?63膨脹性流體●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?●●隨著剪切速率的增加粘度變大切力變稠例如:分散體系聚合物懸浮體系,膠乳等P20294流凝體:維持恒定的切變速率粘度隨著時(shí)間的增加而增大的流體叫流凝體飽和聚酯等觸變體:維持恒定的切變速率粘度隨著時(shí)間的增加而減小的流體叫觸變體油漆等3膨脹性流體67真正的聚合物流體的流動(dòng)遵從的規(guī)律遵●●。●●●●●●●●0循冪律定律●●σ(r)=Ky",K--稠度系數(shù),n-非牛頓指數(shù)n<,y個(gè),n,假塑性流體n=1,y個(gè),不變,牛頓流體n>1,y個(gè),n個(gè),脹流體go=logK+nlogy真正的聚合物流體的流動(dòng)遵從的規(guī)律遵68絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動(dòng)行為遵從普適流動(dòng)曲線●●0●●第牛曾頓區(qū)第二牛頓兇Ilog圖4聚合物普適流動(dòng)曲線絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動(dòng)行為遵從69聚合物的流動(dòng)性課件70聚合物的流動(dòng)性課件71聚合物的流動(dòng)性課件72聚合物的流動(dòng)性課件73聚合物的流動(dòng)性課件74聚合物的流動(dòng)性課件75聚合物的流動(dòng)性課件76聚合物的流動(dòng)性課件77聚合物的流動(dòng)性課件78聚合物的流動(dòng)性課件79聚合物的流動(dòng)性課件80聚合物的流動(dòng)性課件81聚合物的流動(dòng)性課件82聚合物的流動(dòng)性課件83聚合物的流動(dòng)性課件84聚合物的流動(dòng)性課件85聚合物的流動(dòng)性課件86聚合物的流動(dòng)性課件87聚合物的流動(dòng)性課件88聚合物的流動(dòng)性課件89聚合物的流動(dòng)性課件90聚合物的流動(dòng)性課件91聚合物的流動(dòng)性課件92聚合物的流動(dòng)性課件93聚合物的流動(dòng)性課件94聚合物的流動(dòng)性課件95聚合物的流動(dòng)性課件96聚合物的流動(dòng)性課件97聚合物的流動(dòng)性課件98聚合物的流動(dòng)性課件99聚合物的流動(dòng)性課件100聚合物的流動(dòng)性課件101聚合物的流動(dòng)性課