高聚物的分子運(yùn)動和力學(xué)狀態(tài)課件

第四章

高聚物的分子運(yùn)動和力學(xué)狀態(tài)橡膠材料：室溫下富有彈性，在-100°C時則變成硬脆狀塑料（有機(jī)玻璃）：室溫下是硬脆的玻璃狀，而在~100°C時變成柔軟有彈性的橡皮狀

高聚物高聚物的微觀分子運(yùn)動的宏觀結(jié)構(gòu)性能第四章

高聚物的分子運(yùn)動和力學(xué)狀態(tài)橡膠材料：室溫下富有彈性，1§1高聚物分子運(yùn)動的特點分子運(yùn)動單元的多重性分子運(yùn)動的松弛特性分子運(yùn)動的溫度依賴性§1高聚物分子運(yùn)動的特點2§1高聚物分子運(yùn)動的特點1—1運(yùn)動單元的多重性

〈1〉高分子整鏈的運(yùn)動高分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生位移。

§1高聚物分子運(yùn)動的特點1—1運(yùn)動單元的多重性31—1運(yùn)動單元的多重性〈2〉高分子鏈段的運(yùn)動“鏈段”是指高分子鏈中作為運(yùn)動單元的某一段（一般，約為幾十個σ單鍵）高分子鏈的構(gòu)象發(fā)生變化高分子鏈的質(zhì)量中心位置不變1—1運(yùn)動單元的多重性〈2〉高分子鏈段的運(yùn)動41—1運(yùn)動單元的多重性

〈3〉高分子鏈中的小運(yùn)動單元

鏈節(jié)、鍵長、鍵角、側(cè)基和支鏈等的運(yùn)動1—1運(yùn)動單元的多重性

5§1高聚物分子運(yùn)動的特點1—2

高分子分子運(yùn)動的松弛特性

一個過程的完成需要一定的時間熱力學(xué)上稱松弛過程分子運(yùn)動具有松弛特性§1高聚物分子運(yùn)動的特點1—2高分子分子運(yùn)動的松弛特61—2高分子分子運(yùn)動的松弛特性試驗：拉伸某高聚物，拉伸長度為△X0

去除外力觀察△X（T）隨時間的變化。1—2高分子分子運(yùn)動的松弛特性試驗：拉伸某高聚物，拉伸長7

為松弛時間其值取決于分子運(yùn)動單元的大小由于高聚物分子運(yùn)動單元的多重性

因此，實際上高聚物的分子運(yùn)動具有許多個松弛時間————

松弛時間譜：1—2高分子分子運(yùn)動的松弛特性為松弛時間1—2高分子分子運(yùn)動的松弛81—3分子運(yùn)動的溫度依賴性溫度的作用溫度分子熱運(yùn)動能使更活化

溫度體積分子運(yùn)動空間最終使松弛時間1—3分子運(yùn)動的溫度依賴性溫度的作用91—3分子運(yùn)動的溫度依賴性對于玻璃態(tài)下的分子運(yùn)動有：對于高彈態(tài)時的分子運(yùn)動有：1—3分子運(yùn)動的溫度依賴性對于玻璃態(tài)下的分子運(yùn)動有：10§2高聚物的力學(xué)狀態(tài)和熱轉(zhuǎn)變2—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)★物質(zhì)力學(xué)狀態(tài)（物理狀態(tài)）和所處條件有關(guān)（溫度、壓力等）§2高聚物的力學(xué)狀態(tài)和熱轉(zhuǎn)變2—1線型非晶態(tài)高聚物的三112—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)氣態(tài)低分子物液態(tài)溫度增加固態(tài)液態(tài)（粘性流體）粘流態(tài)高分子物固態(tài)（軟如橡膠）高彈態(tài)固態(tài)（硬如玻璃）玻璃態(tài)2—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)122—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)線型非晶高聚物的形變～溫度關(guān)系曲線實驗示意2—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)線型非晶高聚物的形變13線型非晶高聚物的形變～溫度關(guān)系曲線Tg——玻璃化轉(zhuǎn)變溫度Tf——粘流溫度線型非晶高聚物的形變～溫度關(guān)系曲線Tg——玻璃化轉(zhuǎn)變溫度142—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)玻璃態(tài)：

*模量大，1010～12達(dá)因/厘米2

*形變小，～1%或更小

*形變可逆且瞬時完成

*為塑料性狀分子運(yùn)動機(jī)制：僅有鏈節(jié)側(cè)基等小單元能運(yùn)動,分子鏈段和整個分子鏈處凍結(jié)狀2—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)玻璃態(tài)：152—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)高彈態(tài)：

*模量小，105～7達(dá)因/厘米2

*形變大，可達(dá)800%或更大

*形變可逆、是一個松弛過程

*為橡膠性狀分子運(yùn)動機(jī)制：

分子鏈段解凍可以進(jìn)行運(yùn)動2—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)高彈態(tài)：162—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)粘流態(tài)：

*模量極小可流動*形變很大

*形變不可逆、是一個松弛過程

*呈粘性流動狀分子運(yùn)動機(jī)制：整個分子鏈解凍，可以運(yùn)動,使高分子鏈質(zhì)量中心發(fā)生位移的運(yùn)動2—1線型非晶態(tài)高聚物的三個力學(xué)狀態(tài)粘流態(tài)：172—2線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)《1》結(jié)晶度<40%晶體部分較少主要組分為非晶態(tài)宏觀的力學(xué)狀態(tài)同非晶高聚物存在三種力學(xué)狀態(tài)和二個轉(zhuǎn)變溫度2—2線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)《1》結(jié)晶度<40%182—2線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)《2》結(jié)晶度>40%晶區(qū)較多——形成連續(xù)結(jié)晶相——材料變硬晶區(qū)熔融后的力學(xué)狀態(tài)有二種情況：(???)分子量很大時：晶區(qū)熔融——進(jìn)入高彈態(tài)——溫度繼續(xù)升高——進(jìn)入粘流態(tài)分子量不太大時：晶區(qū)熔融——直接進(jìn)入高彈態(tài)2—2線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)《2》結(jié)晶度>40%192—2線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)

2—2線型晶態(tài)高聚物的力學(xué)狀態(tài)202—3體型（交聯(lián)）高聚物的力學(xué)狀態(tài)交聯(lián)高聚物不溶不熔，不存在粘流態(tài)2—3體型（交聯(lián)）高聚物的力學(xué)狀態(tài)交聯(lián)高聚物不溶不熔，不存21§3高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定《1》重要性T>Tg時高聚物處于高彈態(tài)（橡膠）T<Tg時高聚物處于玻璃態(tài)（塑料）Tg是橡膠材料的最低使用溫度Tg是塑料的最高使用溫度§3高聚物的玻璃化轉(zhuǎn)變3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定22幾種主要橡膠的使用溫度橡膠名稱Tg（℃）使用溫度范圍（℃）順1，4-聚異戊二烯―70―50～+120順1，4-聚丁二烯―105―70～+140丁苯橡膠（75/25）―60―50～+140聚異丁烯―70―50～+150聚2-氯丁二烯（含1，4反85%）―45―35～+180丁腈橡膠（70/30）―41―35～+175乙丙橡膠（50/50）―60―40～+150聚二甲基硅氧烷―120―70～+275偏氟乙烯全氟丙烯共聚物―55―50～+300幾種主要橡膠的使用溫度橡膠名稱Tg（℃）使用溫度范圍（℃）233—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定《2》玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象許多物理性質(zhì)在此發(fā)生轉(zhuǎn)折比容V密度d熱膨脹系數(shù)α比熱C粘度η導(dǎo)熱系數(shù)λ動態(tài)力學(xué)損耗tgδ折光指數(shù)n模量E介電常數(shù)ε介質(zhì)損耗tgδ3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定《2》玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象243—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定

3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定253—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定

3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定263—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定

3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定273—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定

3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定283—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定《3》Tg的測定方法原則上利用上述物理參數(shù)的變化都可測定最常用的方法是：熱分析法DSC（示差掃描量熱分析）測量在程序控溫下，試樣發(fā)生的化學(xué)或物理過程的熱效應(yīng)。常用：比熱~溫度關(guān)系DMA（動態(tài)力學(xué)分析）測量在程序控溫下，試樣的動態(tài)力學(xué)損耗注意！3—1玻璃化轉(zhuǎn)變現(xiàn)象及Tg的測定《3》Tg的測定方法29聚氯醚的玻璃化溫度Tg測定方法介電動態(tài)力學(xué)慢拉伸膨脹計法頻率（赫）100089310―2Tg（℃）3225157聚氯醚的玻璃化溫度Tg測定方法介電動態(tài)力學(xué)慢拉伸膨脹計法頻率303—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論討論Fox、Flory提出的自由體積理論

自由體積理論的要點《1》高聚物的體積有二部分組成

V（T）=V0（T）+Vf（T）V0（T）為高分子占有體積Vf（T）為自由體積，分子堆砌的間隙可提供分子運(yùn)動的空間3—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論討論Fox、Flory提313—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論《2》當(dāng)T＞Tg時V0（T）和Vf（T）均隨T變化而變化《3》當(dāng)T≤Tg時V0（T）繼續(xù)隨T變化而變化Vf（T）為一恒定值，不隨溫度變化3—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論《2》當(dāng)T＞Tg時323—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論比容V~溫度T曲線在Tg處發(fā)生轉(zhuǎn)折3—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論比容V~溫度T曲線333—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論《4》自由體積的大小WLF定義的自由體積分?jǐn)?shù)（M.L.WilliamsR.F.LandelJ.D.Ferry)3—2玻璃化轉(zhuǎn)變的自由體積理論《4》自由體積的大小34自由體積理論的應(yīng)用請用自由體積理論解釋下述現(xiàn)象:比容V~溫度T曲線發(fā)生轉(zhuǎn)折降溫速率對V~T曲線轉(zhuǎn)折溫度的影響分子量對Tg的影響環(huán)境壓力對Tg的影響測試頻率對測得Tg的影響自由體積理論的應(yīng)用請用自由體積理論解釋下述現(xiàn)象:353—3影響玻璃化溫度Tg的因素《1》分子結(jié)構(gòu)的影響化學(xué)結(jié)構(gòu)

Tg鏈段單鍵內(nèi)旋高分子鏈運(yùn)動轉(zhuǎn)的難易化學(xué)結(jié)構(gòu)3—3影響玻璃化溫度Tg的因素《1》分子結(jié)構(gòu)的影響36《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響化學(xué)結(jié)構(gòu)主鏈化學(xué)結(jié)構(gòu)：含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)、醚鍵（-O-）、鍵角、鍵長、含有雙鍵·······取代基與側(cè)鏈結(jié)構(gòu)：體積、極性、數(shù)量、對稱取代柔性側(cè)鏈的長度·········《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響化學(xué)結(jié)構(gòu)37《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響化學(xué)結(jié)構(gòu)

有利于柔順性的各種結(jié)構(gòu)因素——TgTg與Tm的經(jīng)驗關(guān)系對于對稱結(jié)構(gòu)的高聚物：對于不對稱結(jié)構(gòu)的高聚物：《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響化學(xué)結(jié)構(gòu)38PMMA中正酯基碳原子數(shù)n對Tg的影響n12345678Tg（℃）105653521—5—20—65—100PMMA中正酯基碳原子數(shù)n對Tg的影響n12345678Tg39《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響分子量的影響：M小時影響明顯《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響分子量的影響：M小時影響明顯40《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響分子量的影響

原因：分子鏈兩端的端鏈活動能力較大隨M增加，端鏈的貢獻(xiàn)逐漸減小，

因而其對Tg的影響也逐漸減小?！?》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響分子量的影響41《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響共聚——不同序列結(jié)構(gòu)對Tg的影響不同無規(guī)共聚Tg介于兩均聚物Tga和Tgb之間根據(jù)自由體積理論可得共聚物的Gordon-Taylor方程：

Tg=VaTga+VbTgb

式中V為體積分?jǐn)?shù)《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響共聚——不同序列結(jié)構(gòu)對Tg42《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響共聚交替共聚：可將ab鏈節(jié)看成一種新的結(jié)構(gòu)單元

因而具有一個自身特征的Tg嵌段和接枝共聚：兩個組分相容——只顯示一個Tg兩個組分不相容（微區(qū)足夠大）——則顯示雙重的玻璃化轉(zhuǎn)變分別對應(yīng)于a和b組分自身的特征《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響共聚43《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響交聯(lián)——阻礙分子鏈段運(yùn)動故Tg共混——與兩種均聚物的Tg、相容性和

用量有關(guān)。相容性好顯示一個Tg增塑劑——使聚合物Tg降低

低分子增塑劑具有很低的Tg

Ф為體積分?jǐn)?shù)《1》分子結(jié)構(gòu)對Tg的影響交聯(lián)——阻礙分子鏈段運(yùn)動故T44交聯(lián)作用對PSTg的影響二乙烯苯%Tg（℃）交聯(lián)點之間平均鏈節(jié)數(shù)0870.689.51720.8921011.094.5921.59758交聯(lián)作用對PSTg的影響二乙烯苯Tg交聯(lián)點之間0870.645鄰苯二甲酸二辛酯對PVCTg的影響增塑劑含量（%）Tg（℃）0781050202930340—1645—30鄰苯二甲酸二辛酯對PVCTg的影響增塑劑含量（%）Tg（463—3影響玻璃化溫度Tg的因素《2》外界條件的影響溫度變化速率：速率快測得的Tg高，一般速率提高10倍，Tg約高3C外力作用：單向外力有利于鏈段運(yùn)動Tg測量頻率：頻率聚合物顯得較硬，Tg環(huán)境壓力:環(huán)境壓力有利于自由體積使Tg3—3影響玻璃化溫度Tg的因素《2》外界條件的影響473—4玻璃化轉(zhuǎn)變的多維性玻璃化轉(zhuǎn)變壓力3—4玻璃化轉(zhuǎn)變的多維性玻璃化轉(zhuǎn)變壓力483—4玻璃化轉(zhuǎn)變的多維性玻璃化轉(zhuǎn)變分子量3—4玻璃化轉(zhuǎn)變的多維性玻璃化轉(zhuǎn)變分子量493—4玻璃化轉(zhuǎn)變的多維性玻璃化轉(zhuǎn)變頻率3—4玻璃化轉(zhuǎn)變的多維性玻璃化轉(zhuǎn)變頻率50§4高聚物的次級松弛次級松弛——溫度低于Tg的分子運(yùn)動次級松弛的命名——α松弛、β松弛、γ松弛、δ松弛……溫度由高

低α松弛（次級松弛的主轉(zhuǎn)變）——

在Tg溫度時的分子運(yùn)動§4高聚物的次級松弛次級松弛——溫度低于Tg的分子運(yùn)動51§4高聚物的次級松弛聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的次級松弛§4高聚物的次級松弛聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）的次級松弛52PMMA的次級松弛

名稱轉(zhuǎn)變溫度分子運(yùn)動機(jī)制松弛活化能（K）（kcol/mol）α松弛Tg～387鏈段運(yùn)動

～80β松弛Tβ～283酯基運(yùn)動

17～30γ松弛Tγ～100甲基運(yùn)動

～3δ松弛Tδ～5酯甲基運(yùn)動

～1

PMMA的次級松弛名稱轉(zhuǎn)變溫度分子運(yùn)動機(jī)制53PMMA和PS的次級松弛轉(zhuǎn)變松弛溫度（K）活化能（千焦/摩爾）分子運(yùn)動PMMATg387335鏈段運(yùn)動Tβ28371~126酯基運(yùn)動Tγ10013甲基運(yùn)動Tδ4.23.1酯甲基運(yùn)動PSTg377335鏈段運(yùn)動Tβ300126、138局部松弛或苯基扭轉(zhuǎn)振動Tγ153（1赫）138（1赫）33、38苯基旋轉(zhuǎn)或與次甲基有關(guān)的運(yùn)動Tδ50（10千赫）38（5.59千赫）6.7苯基振蕩或搖擺PMMA和PS的次級松弛轉(zhuǎn)變松弛溫度活化能（千焦/摩爾）分子54§5高聚物的粘性流動5—1高聚物粘性流動的特點《1》流動機(jī)理——鏈段逐步位移研究同系聚合物熔體流動活化能ΔEη～主鏈C原子數(shù)n

η為熔體流動粘度§5高聚物的粘性流動5—1高聚物粘性流動的特點555—1高聚物粘性流動的特點《1》流動機(jī)理5—1高聚物粘性流動的特點《1》流動機(jī)理565—1高聚物粘性流動的特點《1》流動機(jī)理現(xiàn)象：當(dāng)n→nC后ΔEη不再有明顯變化分析：高分子鏈的流動不是以整根分子鏈為流動單元而是以一定長度的鏈段為流動單元流動單元的長度：nc約為20到30個C原子5—1高聚物粘性流動的特點《1》流動機(jī)理57幾種高聚物的流動活化能值高聚物流動活化能△Eη（千焦/摩爾）聚二甲基硅氧烷16.7高密度聚乙烯16.3～29.2低密度聚乙烯48.8聚丙烯37.5～41.7聚丁二烯（順式）19.6～33.3天然橡膠33.3～39.7聚異丁烯50～62.5聚苯乙烯94.6～104.2聚氯乙烯147～168聚酰胺63.9聚對苯二甲酸乙二酯79.2聚碳酸酯108.3～125ABS（20%橡膠）108.3ABS（40%橡膠）87.5纖維素醋酸酯293.3幾種高聚物的流動活化能值高聚物流動活化能△Eη聚二甲基硅氧烷585—1高聚物粘性流動的特點《2》高聚物流動不符合牛頓流體牛頓流體：

σ=ηγσ—切應(yīng)力η—粘度γ—剪切速率5—1高聚物粘性流動的特點《2》高聚物流動不符合牛頓流體595—1高聚物粘性流動的特點

《2》高聚物流動不符合牛頓流體

5—1高聚物粘性流動的特點

《2》高聚物流動不符合牛頓流605—1高聚物粘性流動的特點

《2》高聚物流動不符合牛頓流體高聚物的流動粘度η不是常數(shù)假塑性流體——剪切變稀剪切速率γ↑流動粘度η↓大多數(shù)的高聚物屬此類膨脹性流體——剪切變稠剪切速率γ↑流動粘度η↑賓漢流體（塑性流體）剪切應(yīng)力＜某一臨界應(yīng)力時不發(fā)生流動5—1高聚物粘性流動的特點

《2》高聚物流動不符合牛頓流61高聚物流體的典型流動曲線高聚物流體的典型流動曲線62高聚物流體的典型流動曲線流動曲線可分為三個區(qū)域低剪切速率區(qū)：斜率為1的直線為第一牛頓區(qū)中等剪切速率區(qū)：剪切變稀為假塑性區(qū)高剪切速率區(qū)：斜率為1的直線為第二牛頓區(qū)高聚物的加工成型通常在假塑性區(qū)高聚物流體的典型流動曲線流動曲線可分為三個區(qū)域635—1高聚物粘性流動的特點《3》高聚物的流動伴有彈性效應(yīng)Barus效應(yīng)——擠出物膨脹效應(yīng)5—1高聚物粘性流動的特點《3》高聚物的流動伴有彈性效應(yīng)645—1高聚物粘性流動的特點

《3》高聚物的流動伴有彈性效應(yīng)產(chǎn)生原因：擠出后外力消失，高彈形變回復(fù)5—1高聚物粘性流動的特點

《3》高聚物的流動伴有彈性效655—1高聚物粘性流動的特點

《3》高聚物的流動伴有彈性效應(yīng)模腔內(nèi)——分子鏈構(gòu)象為熱力學(xué)“穩(wěn)定狀態(tài)”?？趦?nèi)——外力作用分子鏈伸展構(gòu)象為“不穩(wěn)定狀態(tài)”?？谕狻饬θコ龢?gòu)象回復(fù)到另一個“穩(wěn)定狀態(tài)”5—1高聚物粘性流動的特點

《3》高聚物的流動伴有彈性效665—1高聚物粘性流動的特點

《3》高聚物的流動伴有彈性效應(yīng)膨脹效應(yīng)系數(shù)B>1

PS的B值可達(dá)2以上影響膨脹效應(yīng)的因素：擠出速度V擠出溫度T變化B？機(jī)頭?？陂L度L分子量M5—1高聚物粘性流動的特點

《3》高聚物的流動伴有彈性效675—2粘流溫度Tf及其影響因素粘流溫度Tf是高聚物重要的工藝參數(shù)Tf<加工成型溫度<Td（分解溫度）PE~140oC~300oC尼龍66~260oC~270oCPVC~170oC~140oC5—2粘流溫度Tf及其影響因素粘流溫度Tf是高聚物重要的68幾種高聚物的粘流溫度、分解溫度和加工溫度高聚物

粘流溫度（或熔點）（℃）加工溫度（℃）分解溫度（℃）低壓聚乙烯100—130170—200300聚丙烯170—175200—220聚苯乙烯112—146170—190聚氯乙烯165—190170—190140聚甲基丙烯酸甲酯210—240ABS180—200聚甲醛165170—190200—240氯化聚醚180185—200尼龍66264250—270270聚碳酸酯220—230240—285300—310聚苯醚300260—300350聚砜310—330聚三氟氯乙烯208—210275—280300可熔性聚酰亞280—315幾種高聚物的粘流溫度、分解溫度和加工溫度高聚物粘流溫度（或695—2粘流溫度Tf及其影響因素分子結(jié)構(gòu)的影響分子鏈柔順性好——Tf較低分子鏈之間作用力大——Tf較高（極性分子結(jié)構(gòu)、結(jié)晶——Tf較高）分子量的影響分子量大分子鏈運(yùn)動的阻礙作用大——Tf較高5—2粘流溫度Tf及其影響因素分子結(jié)構(gòu)的影響705—2粘流溫度Tf及其影響因素外力作用外力作用——使力場方向的流動位壘Tf外力作用時間長——有助于粘性流動Tf5—2粘流溫度Tf及其影響因素外力作用715—3流動曲線及影響剪切粘度的因素《1》流動曲線剪切應(yīng)力σS與剪切速率γ的關(guān)系曲線流動曲線斜率——流動（剪切）粘度ηη=σS/γ牛頓流體——η為常數(shù)流動曲線為過原點的一條直線非牛頓流體——η不是常數(shù)5—3流動曲線及影響剪切粘度的因素《1》流動曲線725—3流動曲線及影響剪切粘度的因素《1》流動曲線5—3流動曲線及影響剪切粘度的因素《1》流動曲線735—3流動曲線及影響剪切

粘度的因素《2》剪切粘度的幾種表示方法微分粘度（稠度）：表觀粘度：—最常用零剪切粘度（牛頓粘度）：5—3流動曲線及影響剪切

粘度的因素《2》剪切粘度的幾種表74高聚物熔體流動性能

常用的二種表示方法流動粘度η是表征高聚物流動性能的參數(shù)工業(yè)上常用熔融指數(shù)（MI）表征高聚物的流動性能

（MI）:在一定溫度、一定的毛細(xì)管直徑和一定的壓力下，經(jīng)10分鐘擠出的聚合物的重量(單位為克)高聚物熔體流動性能

常用的二種表示方法流動粘度η755—3流動曲線及影響流動粘度的因素《3》影響流動粘度η的因素

分子結(jié)構(gòu)外界條件

?分子量?溫度

?分子量分布?剪切速率（應(yīng)力）

?鏈支化的影響?流體靜壓力

?分子鏈的柔順性5—3流動曲線及影響流動粘度的因素《3》影響流動粘度η的76分子結(jié)構(gòu)

分子量對流動粘度影響分子量：MηMI流動性變差η0分子結(jié)構(gòu)

分子量對流動粘度影響分子量：MηMI77分子結(jié)構(gòu)

分子量對流動粘度的影響——臨界分子量高分子鏈出現(xiàn)“纏結(jié)”現(xiàn)象時最低的分子量“纏結(jié)”使分子鏈運(yùn)動阻礙大大增加因而使流動粘度η大大增加

PE/~4000PP/~7000PS/~35000分子結(jié)構(gòu)

分子量對流動粘度的影響——臨78幾種高聚物的臨界分子量高聚物Mc高聚物Mc聚乙烯4000天然橡膠5000聚丙烯7000聚異丁烯17000聚苯乙烯6200聚氧乙烯6000聚氯乙烯7500聚醋酸乙烯酯25000尼龍65000聚二甲基硅氧烷30000尼龍667000聚苯乙烯35000幾種高聚物的臨界分子量高聚物Mc高聚物Mc聚乙烯400079高壓聚乙烯的熔