聚合物的流动性课件

10.31聚合物的粘流态●●。●●●●●●●●0线形聚合物在某一温度范围内,尚未发生化学分解,而链运动已足够强烈以致能实现分子间明显的相对位移,聚合物熔融达到能流动的状态。不存在粘流态的情况1)、T4<Tr的LinearPolymer:PAN、PIF2)交联度很大(体型)或分子链刚性过强的PolymerCuredEpoxyresin、PF、聚乙炔、联苯10.31聚合物的粘流态110.32流动机理●●。●●●●●●●●0●●低分子物质:分子通过分子间的孔穴相继向某一方向移动(外力作用方向),形成液体宏观流动现象高分子的流动:(不是简单的整条分子链的跃迁)是通过链段的相继跃迁来实现,即通过链段的逐步位移完成整条大分子链的位移形象地说这种流动类似于蚯蚓的蠕动这模型并不需在高聚物熔体中产生整个分子链那样大小的孔穴,而只要如链段大小的孔穴就可以了这里的链段也称流动单元,尺寸大小约含几十个主链原子10.32流动机理210.33聚合物粘性流动时的形变为什么?高弹形变:由链段运动产生的不可逆形变:整条大分子链质心移产生的。除去外力不能回复。(Why)Conclution:聚合物的流动伴有高弹形变高分子的流动不是简单的整个分子的迁移,而是各个链段分段运动的总结果在外力作用下,高分子链不可避免的要顺外力的方向有所伸展,即高聚物进行粘性流动的同时伴随着定量的高弹形变,外力消失后高分子链又要蜷曲,形变要恢复一部分.10.33聚合物粘性流动时的形变3●●。●●●●●●●●0●●高弹形变的回复过程也是一个松弛过程链的柔顺性:好则回复快温度:越高,则回复越快这个特点在加工时必须考虑●●。●●410.34流体的类型聚合物的流变性●●。●●●●●●●●0一牛顿流体:●●低分子流体在流动时流速越大流动阻力越大,切应力与切变速率成正比流动性为可用牛顿流体定律来表mYG--切应应n--粘度Y--切变变速粘度η是流体內部反抗这种流动的内摩擦阻力,与分子间的缠绕程度和分子间的相互作用有关。不随切应力或切变速率而变化。单位:Nm/S2,Pas10.34流体的类型聚合物的流变性5非牛顿流体:不符合牛顿流动定律称为●●●●●非牛顿流体通常可以用流动曲线来作判定。●●1BPB切变速率切变速率图2各类流体的流动曲线图3各类流体的粘度与切变速率的关系N牛顿流体;D切力增稠流体(胀流体)S-切力变稀流体(假塑性流体)i-理想的宾汉流体PB-假塑性宾汉体非牛顿流体:不符合牛顿流动定律称为6●●。●●●●●●1宾汉流体(塑性体):●●0●●剪切应力小于一定值σ流体不动当G≥σ时,才产生牛顿流动例如:牙膏涂料和泥浆O-O=nr2假塑性流体粘度随着剪切速率的增加而变小,切力变稀(流动性变好):例如大多数的聚合物熔体●●。●●73膨胀性流体●●。●●●●●●●●0●●随着剪切速率的增加粘度变大切力变稠例如:分散体系聚合物悬浮体系,胶乳等P20294流凝体:维持恒定的切变速率粘度随着时间的增加而增大的流体叫流凝体饱和聚酯等触变体:维持恒定的切变速率粘度随着时间的增加而减小的流体叫触变体油漆等3膨胀性流体8真正的聚合物流体的流动遵从的规律遵●●。●●●●●●●●0循幂律定律●●σ(r)=Ky",K--稠度系数,n-非牛顿指数n<,y个,n,假塑性流体n=1,y个,不变,牛顿流体n>1,y个,n个,胀流体go=logK+nlogy真正的聚合物流体的流动遵从的规律遵9绝大多数实际的聚合物的流动行为遵从普适流动曲线●●0●●第牛曾顿区第二牛顿凶Ilog图4聚合物普适流动曲线绝大多数实际的聚合物的流动行为遵从10聚合物的流动性课件11聚合物的流动性课件12聚合物的流动性课件13聚合物的流动性课件14聚合物的流动性课件15聚合物的流动性课件16聚合物的流动性课件17聚合物的流动性课件18聚合物的流动性课件19聚合物的流动性课件20聚合物的流动性课件21聚合物的流动性课件22聚合物的流动性课件23聚合物的流动性课件24聚合物的流动性课件25聚合物的流动性课件26聚合物的流动性课件27聚合物的流动性课件28聚合物的流动性课件29聚合物的流动性课件30聚合物的流动性课件31聚合物的流动性课件32聚合物的流动性课件33聚合物的流动性课件34聚合物的流动性课件35聚合物的流动性课件36聚合物的流动性课件37聚合物的流动性课件38聚合物的流动性课件39聚合物的流动性课件40聚合物的流动性课件41聚合物的流动性课件42聚合物的流动性课件43聚合物的流动性课件44聚合物的流动性课件45聚合物的流动性课件46聚合物的流动性课件47聚合物的流动性课件48聚合物的流动性课件49聚合物的流动性课件50聚合物的流动性课件51聚合物的流动性课件52聚合物的流动性课件53聚合物的流动性课件54聚合物的流动性课件55聚合物的流动性课件56聚合物的流动性课件57聚合物的流动性课件58聚合物的流动性课件5910.31聚合物的粘流态●●。●●●●●●●●0线形聚合物在某一温度范围内,尚未发生化学分解,而链运动已足够强烈以致能实现分子间明显的相对位移,聚合物熔融达到能流动的状态。不存在粘流态的情况1)、T4<Tr的LinearPolymer:PAN、PIF2)交联度很大(体型)或分子链刚性过强的PolymerCuredEpoxyresin、PF、聚乙炔、联苯10.31聚合物的粘流态6010.32流动机理●●。●●●●●●●●0●●低分子物质:分子通过分子间的孔穴相继向某一方向移动(外力作用方向),形成液体宏观流动现象高分子的流动:(不是简单的整条分子链的跃迁)是通过链段的相继跃迁来实现,即通过链段的逐步位移完成整条大分子链的位移形象地说这种流动类似于蚯蚓的蠕动这模型并不需在高聚物熔体中产生整个分子链那样大小的孔穴,而只要如链段大小的孔穴就可以了这里的链段也称流动单元,尺寸大小约含几十个主链原子10.32流动机理6110.33聚合物粘性流动时的形变为什么?高弹形变:由链段运动产生的不可逆形变:整条大分子链质心移产生的。除去外力不能回复。(Why)Conclution:聚合物的流动伴有高弹形变高分子的流动不是简单的整个分子的迁移,而是各个链段分段运动的总结果在外力作用下,高分子链不可避免的要顺外力的方向有所伸展,即高聚物进行粘性流动的同时伴随着定量的高弹形变,外力消失后高分子链又要蜷曲,形变要恢复一部分.10.33聚合物粘性流动时的形变62●●。●●●●●●●●0●●高弹形变的回复过程也是一个松弛过程链的柔顺性:好则回复快温度:越高,则回复越快这个特点在加工时必须考虑●●。●●6310.34流体的类型聚合物的流变性●●。●●●●●●●●0一牛顿流体:●●低分子流体在流动时流速越大流动阻力越大,切应力与切变速率成正比流动性为可用牛顿流体定律来表mYG--切应应n--粘度Y--切变变速粘度η是流体內部反抗这种流动的内摩擦阻力,与分子间的缠绕程度和分子间的相互作用有关。不随切应力或切变速率而变化。单位:Nm/S2,Pas10.34流体的类型聚合物的流变性64非牛顿流体:不符合牛顿流动定律称为●●●●●非牛顿流体通常可以用流动曲线来作判定。●●1BPB切变速率切变速率图2各类流体的流动曲线图3各类流体的粘度与切变速率的关系N牛顿流体;D切力增稠流体(胀流体)S-切力变稀流体(假塑性流体)i-理想的宾汉流体PB-假塑性宾汉体非牛顿流体:不符合牛顿流动定律称为65●●。●●●●●●1宾汉流体(塑性体):●●0●●剪切应力小于一定值σ流体不动当G≥σ时,才产生牛顿流动例如:牙膏涂料和泥浆O-O=nr2假塑性流体粘度随着剪切速率的增加而变小,切力变稀(流动性变好):例如大多数的聚合物熔体●●。●●663膨胀性流体●●。●●●●●●●●0●●随着剪切速率的增加粘度变大切力变稠例如:分散体系聚合物悬浮体系,胶乳等P20294流凝体:维持恒定的切变速率粘度随着时间的增加而增大的流体叫流凝体饱和聚酯等触变体:维持恒定的切变速率粘度随着时间的增加而减小的流体叫触变体油漆等3膨胀性流体67真正的聚合物流体的流动遵从的规律遵●●。●●●●●●●●0循幂律定律●●σ(r)=Ky",K--稠度系数,n-非牛顿指数n<,y个,n,假塑性流体n=1,y个,不变,牛顿流体n>1,y个,n个,胀流体go=logK+nlogy真正的聚合物流体的流动遵从的规律遵68绝大多数实际的聚合物的流动行为遵从普适流动曲线●●0●●第牛曾顿区第二牛顿凶Ilog图4聚合物普适流动曲线绝大多数实际的聚合物的流动行为遵从69聚合物的流动性课件70聚合物的流动性课件71聚合物的流动性课件72聚合物的流动性课件73聚合物的流动性课件74聚合物的流动性课件75聚合物的流动性课件76聚合物的流动性课件77聚合物的流动性课件78聚合物的流动性课件79聚合物的流动性课件80聚合物的流动性课件81聚合物的流动性课件82聚合物的流动性课件83聚合物的流动性课件84聚合物的流动性课件85聚合物的流动性课件86聚合物的流动性课件87聚合物的流动性课件88聚合物的流动性课件89聚合物的流动性课件90聚合物的流动性课件91聚合物的流动性课件92聚合物的流动性课件93聚合物的流动性课件94聚合物的流动性课件95聚合物的流动性课件96聚合物的流动性课件97聚合物的流动性课件98聚合物的流动性课件99聚合物的流动性课件100聚合物的流动性课件101聚合物的流动性课