聚合物的流動性課件

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(外力作用方向),形成液體宏觀流動現(xiàn)象高分子的流動:(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類似于蚯蚓的蠕動這模型并不需在高聚物熔體中產(chǎn)生整個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單元,尺寸大小約含幾十個主鏈原子10.32流動機(jī)理210.33聚合物粘性流動時的形變?yōu)槭裁?高彈形變:由鏈段運(yùn)動產(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:聚合物的流動伴有高彈形變高分子的流動不是簡單的整個分子的遷移,而是各個鏈段分段運(yùn)動的總結(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)行粘性流動的同時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聚合物粘性流動時的形變3●●?！瘛瘛瘛瘛瘛瘛瘛?●●高彈形變的回復(fù)過程也是一個松弛過程鏈的柔順性:好則回復(fù)快溫度:越高,則回復(fù)越快這個特點(diǎn)在加工時必須考慮●●。●●410.34流體的類型聚合物的流變性●●。●●●●●●●●0一牛頓流體:●●低分子流體在流動時流速越大流動阻力越大,切應(yīng)力與切變速率成正比流動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:不符合牛頓流動定律稱為●●●●●非牛頓流體通?？梢杂昧鲃忧€來作判定?！瘛?BPB切變速率切變速率圖2各類流體的流動曲線圖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流體不動當(dāng)G≥σ時,才產(chǎn)生牛頓流動例如: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,n,假塑性流體n=1,y個,不變,牛頓流體n>1,y個,n個,脹流體go=logK+nlogy真正的聚合物流體的流動遵從的規(guī)律遵9絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動行為遵從普適流動曲線●●0●●第牛曾頓區(qū)第二牛頓兇Ilog圖4聚合物普適流動曲線絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動行為遵從10聚合物的流動性課件11聚合物的流動性課件12聚合物的流動性課件13聚合物的流動性課件14聚合物的流動性課件15聚合物的流動性課件16聚合物的流動性課件17聚合物的流動性課件18聚合物的流動性課件19聚合物的流動性課件20聚合物的流動性課件21聚合物的流動性課件22聚合物的流動性課件23聚合物的流動性課件24聚合物的流動性課件25聚合物的流動性課件26聚合物的流動性課件27聚合物的流動性課件28聚合物的流動性課件29聚合物的流動性課件30聚合物的流動性課件31聚合物的流動性課件32聚合物的流動性課件33聚合物的流動性課件34聚合物的流動性課件35聚合物的流動性課件36聚合物的流動性課件37聚合物的流動性課件38聚合物的流動性課件39聚合物的流動性課件40聚合物的流動性課件41聚合物的流動性課件42聚合物的流動性課件43聚合物的流動性課件44聚合物的流動性課件45聚合物的流動性課件46聚合物的流動性課件47聚合物的流動性課件48聚合物的流動性課件49聚合物的流動性課件50聚合物的流動性課件51聚合物的流動性課件52聚合物的流動性課件53聚合物的流動性課件54聚合物的流動性課件55聚合物的流動性課件56聚合物的流動性課件57聚合物的流動性課件58聚合物的流動性課件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(外力作用方向),形成液體宏觀流動現(xiàn)象高分子的流動:(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類似于蚯蚓的蠕動這模型并不需在高聚物熔體中產(chǎn)生整個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單元,尺寸大小約含幾十個主鏈原子10.32流動機(jī)理6110.33聚合物粘性流動時的形變?yōu)槭裁?高彈形變:由鏈段運(yùn)動產(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:聚合物的流動伴有高彈形變高分子的流動不是簡單的整個分子的遷移,而是各個鏈段分段運(yùn)動的總結(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)行粘性流動的同時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聚合物粘性流動時的形變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)越快這個特點(diǎn)在加工時必須考慮●●。●●6310.34流體的類型聚合物的流變性●●。●●●●●●●●0一牛頓流體:●●低分子流體在流動時流速越大流動阻力越大,切應(yīng)力與切變速率成正比流動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:不符合牛頓流動定律稱為●●●●●非牛頓流體通?？梢杂昧鲃忧€來作判定?！瘛?BPB切變速率切變速率圖2各類流體的流動曲線圖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流體不動當(dāng)G≥σ時,才產(chǎn)生牛頓流動例如: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,n,假塑性流體n=1,y個,不變,牛頓流體n>1,y個,n個,脹流體go=logK+nlogy真正的聚合物流體的流動遵從的規(guī)律遵68絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動行為遵從普適流動曲線●●0●●第牛曾頓區(qū)第二牛頓兇Ilog圖4聚合物普適流動曲線絕大多數(shù)實(shí)際的聚合物的流動行為遵從69聚合物的流動性課件70聚合物的流動性課件71聚合物的流動性課件72聚合物的流動性課件73聚合物的流動性課件74聚合物的流動性課件75聚合物的流動性課件76聚合物的流動性課件77聚合物的流動性課件78聚合物的流動性課件79聚合物的流動性課件80聚合物的流動性課件81聚合物的流動性課件82聚合物的流動性課件83聚合物的流動性課件84聚合物的流動性課件85聚合物的流動性課件86聚合物的流動性課件87聚合物的流動性課件88聚合物的流動性課件89聚合物的流動性課件90聚合物的流動性課件91聚合物的流動性課件92聚合物的流動性課件93聚合物的流動性課件94聚合物的流動性課件95聚合物的流動性課件96聚合物的流動性課件97聚合物的流動性課件98聚合物的流動性課件99聚合物的流動性課件100聚合物的流動性課件101聚合物的流動性課