第7章 拉伸流動(dòng)行為

1、第7章拉伸(l shn)流動(dòng)行為共十七頁主要(zhyo)內(nèi)容1.概述(i sh)2.拉伸黏度的測量方法及原理3.應(yīng)用研究共十七頁雙軸拉伸(l shn)流動(dòng)單軸拉伸(l shn)流動(dòng)拉伸流動(dòng) 定義 速度梯度方向與流動(dòng)方向 一致的流動(dòng) 拉伸流動(dòng)的類型按照拉伸力方向，拉伸流動(dòng)分為：共十七頁聚合物成型(chngxng)加工中的拉伸流動(dòng)自由邊界拉伸(l shn)流動(dòng) 吹塑薄膜，雙軸拉伸薄膜雙軸拉伸流動(dòng) 纖維紡制過程中的噴絲板牽伸，后牽伸單軸拉伸流動(dòng) 泡沫塑料發(fā)泡過程，塑料制品中形成收縮 孔的過程共十七頁約束邊界的拉伸(l shn)流動(dòng) 壓延(yyn)：壓延(yyn)薄膜、壓延(yyn)粘貼人造革、壓延(

2、yyn)片材等 料筒到噴嘴的收斂流動(dòng)中拉伸流動(dòng) 注塑成型制品由中心澆口充模過程中的切向流動(dòng)共十七頁單軸拉伸(l shn)4.2 拉伸粘度(zhn d)（特魯頓粘度(zhn d)）Newtonian fluidTensile stressTensile viscosityTensile rate雙軸拉伸共十七頁4.3 高分子熔體(rn t)的拉伸粘度PSHDPE3456345loga (Pas)(Pa)76IIRPMMAPAABSPOMLDPEPPABC拉伸粘度與分子結(jié)構(gòu)、分子量、分子量分布、鏈纏結(jié)、取向(q xin)等有關(guān)機(jī)理和規(guī)律?低聚合度的線型聚合物高聚合度支化聚合物高聚合度線型聚合物共十

3、七頁很多工業(yè)實(shí)際例子證明剪切粘應(yīng)相同的聚合物有不同的加工(ji gng)行為，究其原因往往起因于拉伸黏度的不同，因?yàn)槔祓ざ葘Υ蠓肿咏Y(jié)構(gòu)改變的敏感程度遠(yuǎn)勝于剪切黏度。迄今為止，聚合物剪切粘度的實(shí)驗(yàn)測量儀器與技術(shù)已經(jīng)非常成熟。但拉伸粘度測定技本盎展緩慢。這是因?yàn)椋?瞬態(tài)拉伸粘度測定時(shí)，試樣界面容易變形，需采用懸浮樣品等復(fù)雜的辦法；拉伸力必須通過固體表面?zhèn)鬟f給熔體，目前常用旋轉(zhuǎn)夾具和粘接的辦法，但難度較大； 測試時(shí)試樣不斷拉長，即使在較低的Hencky 形變速率下，試樣也被拉長很多倍，懸浮介質(zhì)也必須很長；在拉伸過程中，試樣橫截面的不均勻性易放大而引起試樣破裂。因此，扭伸黏度測定儀器開發(fā)難度很大，商

4、業(yè)化進(jìn)程緩慢，至今還未達(dá)到普遍應(yīng)用的程度。共十七頁拉伸黏度分為瞬態(tài)拉伸黏度與穩(wěn)態(tài)拉伸黏度。在聚合物紡絲、吹膜流暢中，拉伸黏度是一個(gè)瞬態(tài)發(fā)展的過程，與瞬態(tài)拉伸黏度有密切的關(guān)系。目前主要的拉伸流動(dòng)測試方法有：熔體拉伸流變法、Sentmanat拉伸法、熔融紡絲技術(shù)(jsh)法、潤滑擠壓流動(dòng)法、氣泡破裂法和入口收斂法等。共十七頁7.1.1 熔體(rn t)拉伸流變法聚合物樣片兩端分別被一對旋轉(zhuǎn)的輸送帶夾住與拉伸，作用在樣片上的拉伸利由傳感器測得。在測量的過程中，樣片被熱氮?dú)猓ɑ驓鍤猓┝髦沃３炙?，熱氣流既起到了恒溫作用又起了無摩擦氣墊。該測試方法的優(yōu)點(diǎn)(yudin)是測試準(zhǔn)確度高，試樣也容易制備。

5、然而測試的拉伸應(yīng)變速率范圍比較窄，最大值也僅有1s-1。 共十七頁7.1.2 Sentmanat拉伸(l shn)法測量時(shí)，驅(qū)動(dòng)軸帶動(dòng)主動(dòng)轉(zhuǎn)鼓轉(zhuǎn)動(dòng)，主動(dòng)轉(zhuǎn)鼓帶動(dòng)從動(dòng)轉(zhuǎn)鼓反向以相同的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動(dòng)，這樣一對轉(zhuǎn)鼓的轉(zhuǎn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)了試樣(sh yn)的拉伸，并使試樣(sh yn)纏繞在轉(zhuǎn)鼓上。 A為主動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，B為從動(dòng)轉(zhuǎn)鼓，C為軸承，D為內(nèi)嚙合齒輪，E為底盤，F(xiàn)為驅(qū)動(dòng)軸，G為扭轉(zhuǎn)軸，H為試樣，I為安全夾。共十七頁7.1.3 熔融紡絲(fn s)技術(shù)法測量時(shí)聚合物熔體從一定長徑比的毛細(xì)管中擠出，接著繞在下面的牽引(qinyn)輪上，這樣聚合物熔體受到牽引輪施加的垂直向下的拉伸力的作用不斷伸長，直至熔體斷裂，獲得拉伸

6、力與牽引輪速度的曲線，再經(jīng)過一系列換算得到拉伸應(yīng)變速率與拉伸黏度的關(guān)系。 測量過程近似于工業(yè)上的實(shí)際紡絲過程，但是受到擠出脹大的影響 共十七頁7.1.4 潤滑擠壓(j y)流動(dòng)法 短而長的聚合物試樣被壓在上下兩塊平行 壓板之間。下面的壓板固定，上面的壓板可以移動(dòng)。上下壓板與聚合物試樣接觸的內(nèi)表面都涂有潤滑劑實(shí)驗(yàn)開始后，對上壓板施加作用力同時(shí)聚合物試樣得到擠壓，產(chǎn)生(chnshng)雙向拉伸運(yùn)動(dòng)。共十七頁7.1.5 入口(r ku)壓力降法 由于在收斂流動(dòng)中，熔體受到強(qiáng)烈的剪切和拉伸變形，所以假設(shè)管道收縮比無窮小，那么熔體的拉伸應(yīng)變速率在毛細(xì)管的入口處達(dá)到最大值。因而，基于聚合物入口收斂流動(dòng)理論

7、和數(shù)學(xué)原理推導(dǎo)出相關(guān)(xinggun)公式，然后根據(jù)入口壓力降、非牛頓指數(shù)、剪切應(yīng)力等易于獲得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來間接預(yù)測拉伸黏度。 共十七頁應(yīng)用(yngyng)：大分子結(jié)構(gòu)分析大分子鏈上的支鏈越長(yu chn)、越多，聚合物的應(yīng)變硬化程度就越明顯。共十七頁應(yīng)用(yngyng)：大分子結(jié)構(gòu)分析應(yīng)變硬化 應(yīng)變(yngbin)軟化 共十七頁內(nèi)容摘要第7章。定義 速度梯度方向與流動(dòng)方向。按照拉伸力方向，拉伸流動(dòng)分為：。單軸拉伸流動(dòng)。壓延：壓延薄膜、壓延粘貼人造革、壓延片材等。料筒到噴嘴的收斂流動(dòng)中拉伸流動(dòng)。這是因?yàn)椋?瞬態(tài)拉伸粘度測定時(shí)，試樣界面容易變形，需采用懸浮(xunf)樣品等復(fù)雜的辦法。拉伸力必須通過固體表面?zhèn)鬟f給熔體，目前常用旋轉(zhuǎn)夾具和粘接的辦法，但難度較大。在拉伸過程中，試樣橫截面的不均勻性易放大而引起試樣破裂。聚合物樣片兩