广工流变学知识点整理.docx

1、广工流变学知识点整理名词解释1. 非牛顿流体：流体流动时，剪切粘度与剪切速率的关系不是线性关系（或不满足牛顿电脑功率）的流体。2. 假塑性流体：高聚物熔体流动时，剪切粘度随剪切速率增加而降低的流体3. 胀塑性流体：剪切粘度随剪切速率增加而增大的流体。4. 宾汉流体:流体所受的剪切应力超过临界剪切应力后,才能变形流动的流体5. 表现剪切粘度：流动曲线上某一点与的比值，即6. 熔融指数：在一定的温度和负荷下，聚合物熔体每10min通过规定的标准口模的质量，单位g/10min7. 韦森堡效应：杆在聚合物熔体中旋转时，熔体沿杆上爬的现象8. 挤出胀大：高分子熔体从口模挤出时，挤出物的直径比毛细管口模直

2、径大的现象9. 不稳定流动和熔体破裂：高分子熔体从口模挤出时，超过某一临界剪切速率，分别出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变，最后导致无规则的挤出物断裂。10. 冷冻皮层：熔体进入冷模后，贴近模壁的熔体很快凝固，速度锐减，形成冷冻皮层11. 可恢复变形：先对流变仪中的液体施以一定的外力，使其形变，然后在一定时间内维持该形变保持恒定，而后撤去外力，使形变自然恢复，有一部分形变得到恢复12. 第2光滑挤出区：在剪切速率继续增大时，熔体在模壁附近会出现13. 凝固层：熔体进入冷模后，贴近模壁的熔体很快凝固，速度锐减，形成凝固层。14. 松弛时间：指物体受力变形，外力解除后材料恢复正常状态所需的时

3、间。15. 螺杆特性曲线： 其中, p为沿螺杆轴向全长总压力降. a) 为正流系数, 为反流系数, 为漏流系数. 16. 为与螺杆几何尺寸有关的量,由Q对p作图可得到螺杆的挤出特性曲线. 17. 入口校正：在毛细管入口处的压力降并不反映真实的压力降。如没有入口效应，实际作用于长L管的切应力比有入口效应的要小，所以要扣除这部分入口效应引起的压力降，这过程称为入口校正18. 润滑平衡：19. 第一法向应力差：沿流动方向的应力与垂直于流向的应力之差20. 第二法向应力差：21. 本构方程：是一类联系应力分量和形变分量或形变速率分量之间的关系方程22. 平衡转矩：胶料泥炼时，转矩随物料的不断均化最终达

4、到的平衡值。23. Deborah数时间尺度：松弛时间与实验观察时间之比24. Weissenberg数应力比尺度：第1法向应力与剪切应力之比。Ws越小，弹性不明显。25. 巴拉斯效应：指高分子熔体被强迫挤出口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。这种现象称挤出胀大现象，也称弹性记忆效应，巴拉斯效应。26. 驻点：物料流速分布中,中心处的速度=0,称驻点.27. 幂律方程: 剪切应力与剪切速率的某次方成正比 28. 挤出口模膨胀比： B=挤出物直径/口模直径， 要实现稳定挤出,应适当地减少螺槽深度h和减少机筒与螺杆突棱的间隙，适当加螺杆长度，适当降低挤出温度,有助于稳定挤出.

5、，提高熔体温度和提高模具温度，选择凝固温度低的物料和热扩散系数小的物料，粘度降低，更有利于注射。 1、什么叫流动曲线流动曲线：剪切应力与剪切速度的关系曲线流动曲线分类，每类流体的流动曲线特点及各举两三个例子牛顿流体：PC、偏二氯乙烯氯乙烯共聚物，水，乙醇， 气体非牛顿流体：塑性流体 ：填充高分子体系，如炭黑填充聚异丁烯，CaCO3填充PE、PP等，润滑油，牙膏 假塑性流体：聚乙烯，聚丙烯；大多数聚合物熔体和浓溶液 膨胀性流体：聚乙烯糊从分子链结构、加工工艺、配方等方面探讨影响聚合物粘度的因素一 、实验和生产工艺条件（温度T，压力P，剪切速率，剪切应力等）；A 温度对粘度的影响 粘度随T 而降低

6、，温度升高，分子活动性增强，分子间距离增大，分子间摩擦力减小，流动阻力减小，粘度降低B 压力对粘度的影响 压力的增加,相当于温度的降低,C 切变速度和切应力（大部分是剪切速率增加，粘度降低）1、 剪切粘度对切变速率和切应力的依赖性2、粘度对切变速率依赖性与生产实践的关系 在炼胶，压延，挤出时，胶料流动速度快，切变速率，切应力较大，高，粘度低，流动性好，生产快，而当流动停止时，粘度变得很大，有良好的挺性，半成品停放时不易变形，不会发粘，有利于提高质量。 粘度降低，使熔体易于加工，在填充模具时易流过窄小的流道，而且使得注射机，挤出机运转时所需能量减小。3、影响流变性的因素 i 分子量 如右图，开始

7、出现非牛顿性流动的值，即从水平线转变为曲线的转折点对应的值，随着分子量的增大向低值方向移动，即分子量越大，出现非牛顿型流动的值越低，流变性越强：M1M2M3, 123 原因，分子量大，缠结点多，有些易解脱，所以粘度容易下降。ii 分子量分布和支化 分子量相同，但分布宽窄不同的聚合物，其流变性不同，如右图，当较小时，分子量分布宽的熔体粘度较高，当增大时，分布宽的高聚物首先开始出现粘度下降，出现非牛顿型流动的值比分布窄的要低，即1crit后入口出处出现强烈的拉伸流动，其造成的拉伸变形超过熔体所能承受的弹性形变极限，强烈的应力集中使主流道内的流线断裂，使死角区的环流或涡流乘机混进口模。当主流线断裂后

8、，应力集中减少，又会恢复稳定流动，然后再一次集中弹性形变能，再一次流线断裂，这样导致了口模出口处挤出物的无规畸变。（二） HDPE高剪切速率时，熔体流过口模壁，在壁上滑移挤出正常，当剪切速率增加过大时，由于内壁应力突出，使流线断裂，又因为应力集中使出口储能大大增加，当能力积累到超过熔体与模壁之间摩擦力所能承受的极限值时，将使熔体滑移增速，增速的熔体与模壁粘着，从而集中力量，再发生滑移，这样周而复始，使挤出物有规畸变。减轻熔体破裂现象的措施 （1）适当降低分子量，加宽分子量分布； （2）适当升高挤出温度，但应防止交联、降解。某些情况下如顺丁橡胶可利用低温光滑区挤出； （3）适当降低挤出速度，某些

9、情况下，可利用高速的第二光滑区； （4）用喇叭型的口型，可提高rcrit，可消除死角； （5）加入填充补强剂和增塑剂。 7. 拉伸流动与剪切流动的比较在拉伸流场中，一方面由于分子缠结破坏而使粘度降低，另一方面链的拉直和沿拉伸轴取向，使拉伸阻力，粘度增大，于是，拉伸粘度随之变化，取决于上述哪一种效应的优势。 同样，在拉伸过程中由于熔体中有局部弱点，形变趋于均匀，又由于应变硬化，因而拉随之增大而增大，此类材料如：LDPE，PS，聚异丁烯。 B类的 拉与 无关，如PMMA，ABS，PA，POM，聚酯 ； C类因局部弱点在拉伸过程中引起熔体的局部破裂， 拉随之增大而下降，如HDPE、PP等。 1、 毛

10、细管流变仪测量原理，为什么毛细管流变仪要进行入口校正及方法，什么时候不可以进行校正原因：a在上面的推导中假设毛细管长度L是无限长的，事实上是有限长的，流体在流过入口处时，速度因从大口到小口而渐增，流线收敛，所以物料从料筒经入口被挤入毛细管时，引起不同流速层之间粘性的摩擦能量耗散； 另一方面，流体从大口流入小口时，在流动方向上产生速度梯度，引起弹性形变，也要消耗能量。 这两项能量的损失，使得在毛细管入口处的压力降并不反映真实的压力降。如没有入口效应，实际作用于长L管的切应力比有入口效应的要小，所以要扣除这部分入口效应引起的压力降。b方法：Bagley修正 c当毛细管长径比很大时即一般要求大于40

11、%），可以不进行校正2转矩流变仪图中为加料峰，此时物料较冷，自由旋转的转子受到来自固体粒子或粉末的阻力，转矩急剧上升，当此阻力被克服后，转矩开始下降并在较短的时间内达到稳态。表面开始熔融并发生聚集时，转矩再次升高，达到塑化峰，与对应的时间为塑化时间tp，p为最大塑化转矩。在热的作用下，粒子内核慢慢熔融，转矩随之下降，当粒子完全熔融后，物料成为易于流 的宏观连续的流体，转矩再次达到稳态，扭矩趋于平衡b。经过一段时间后，在热和力的作用下，随着交联或降解的发生，转矩会有大幅度的升高或降低。td为分解时间。 实际加工过程中，第一次转矩最大值对应的时间非常短，很少能观察到。第二次达到稳态所需的时间通常为

12、3-15min。开炼机压力极大值，极小值，辊距最小值处速度分布压力极大值：压力极小值：速度分布： 两个特殊点:x=,vx=v,即压力极大值处和物料脱辊处,物料流速等于辊筒表面线速度,且速度沿y方向均等分布,保证压出料片速度均匀平稳压出. 在- x ,前方压力小,后部压力大,压差作用向前,形成正压力流,各层速度大于辊筒表面线速度. 在x- ,前方压力大,后部压力小,形成反压力流,各层流速小于辊筒表面线速度. 在x*处,物料流速分布中,中心处的速度=0,称驻点. 在xK2K1螺杆计量段工作曲线为一组平行直线，转速N为参数，其中N3N2N1注射机冻结分子取向是什么？产生机理？影响因素？ 因分子取向被冻结而产生的应力，称冻结分子取向。产生机理：进入模腔的物料一般处于高温低剪切状态，但当物料接触到冷模壁后，物料冷凝，致使粘度升高，并在模壁上产生一层不流动的冷冻皮层。该皮层有绝热作用，使贴近皮层的物料不立即凝固，在剪切应力作用下继续向前流动。若高分子链一端被冻结在皮层内，而另一端仍向前流动，必然造成分子链沿流动方向取向，且保压时间越长，分子链取向程度越高。在后来的冷却阶段，这种取向被冻结下来。影响冻结分子取向的因素： 图 部分注塑过程变量对冻结分子取向的影响