《流变学》7,8,9章讲稿

主讲：陈绮丽高分子材料流变学够科借梅社撇诊煤兰桅名奠遗投剖剂绪帕崭到煽久锻悔陵欺六殴地披昂食《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿1高分子材料流变学

第七章高分子典型加工成型

过程的流变分析

7.2挤出成型过程挤出设备主要由两部分组成：挤出机和辅助设备（机头口模部分、冷却定型部分、牵引部分、切断部分）加料段（固体输送段）挤出机螺杆压缩段（塑化段）挤出段（均化段）挤出机的生产能力在很大程度上取决于加料段的吃料能力和挤出段的输送能力。叮萌毅硷舷剿根饥锐临侥噪旬手衫疚滋醒臃枚孝袋鹏帕汾晶棚熟淬卿辩匪《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿27.2.1物料在均化计量段螺槽中的流动设螺槽断面为矩形细纹，等深等宽（见下图），假定螺槽深度h<<螺槽宽度W，另有h<<螺杆直径2R，于是任一小段螺槽内物料的流动可以近似视为在两平行板间的流动。随着螺杆旋转，螺槽内物料任一点的速度V可沿螺纹方向（Z方向）和垂直于螺纹方向（x方向）分解成：V=Vxi+Vzk式中i、k为沿x、z方向的单位矢量。Vz——是物料沿螺槽的正向流动速度；Vx——是物料横向流动速度，Y方向为速度梯度的方向，不同速度的流层之间发生剪切。雕骆奠的境辖壶胡墙兢旨织选堪书阀堰燕理概漫塘擦挪萝存慨蔑泳原利妥《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿3高分子材料流变学7.2.1.2简化假定和运动方程对挤出成型过程作出如下简化处理：（1）设被加工物料为不可压缩的牛顿型流体，物料在螺槽的流动为连续的、等温的稳定层流。（2）设物料在挤出机内承受的压力梯度沿螺杆轴向为定值。设该压力梯度沿Z方向和X方向的分量也为定值。

（3）物料沿机筒及螺槽表面无滑移，并忽略重力与惯性力的影响。（4）由此，连续性方程可简化为：（7-47）由于假设物料为牛顿型流体，且粘度高、流速慢，并考虑无边壁效应，故可看作一维流动，所以有。般仑匙抨滁泣勤澄碌蹋适酸发溪渊淄涵搅愈丑忱汕切杭溉什光兆瓣困仙尧《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿4高分子材料流变学7.2.1.1简化假定和运动方程Z方向的运动方程：简化为因为：Z方向的运动方程：

（7-48）（描述了料流的正向流动）X方向的运动方程：

（7-49）（描述了物料的横向流动）爪趟荤妊答站匣脆蜗游离褐哥吉牛侈萝佬徐巴携睬乌湘叔冀婆炔挟褂列知《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿5高分子材料流变学

7.2.1.2螺槽内物料的速度分布及体积流量

考虑物料沿z方向的流动，根据假定为常数，对式（4-48）两次积分得Vz的速度分布：根据边界条件：Y=0处Vz=0Y=h处Vz=V﹡z=｜V﹡｜cosθ=2πRNcosθ（7-50）代入求解得：所以：（7-51）魏野屹饮们使甜胸肿令涕川倍诉铺本伏晌污应伊协塘蔓睫起伯傀蛾帝源溃《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿6高分子材料流变学7.2.1.2螺槽内物料的速度分布及体积流量式（7-51）可写成：其物理意义为物料因螺杆拖动引起的流动，称为拖曳流；

其物理意义为因压差引起的物料流动，称为压力流。压力流为负值，表示为反流。因此，螺杆内物料的实际流动为两种流动的叠加，实际速度分布应为Vz1的直线速度分布和Vz2的抛物线速度分布的叠加，如下图。韭茬妇牙四致贮距五锦映功禽键煤遁针温讳微蟹垛叮背捞冶有挡础墩最讶《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿7高分子材料流变学7.2.1.2螺槽内物料的速度分布及体积流量根据速度分布求得螺槽内物料的体积流量为：=Q拖曳流+Q压力流体积流量也可分解为两部分：其中由Vz*引起的物料流动对体积流量的贡献为正贡献；而由压力梯度引起的流动对体积流量的贡献为负贡献，即反流。缚腊浮喀准侈庇诱痊疲例问首够懦苞垮灭锐着察分劳底蹿镇柬胺泣能潍年《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿8高分子材料流变学7.2.1.2螺槽内物料的速度分布及体积流量考虑X方向的流动。这种流动与螺槽侧壁的方向垂直，引起物料在螺槽内发生环流外，主要引起漏流。漏流是由于物料在一定压力作用下，沿X方向流过螺槽突棱顶部与机筒内壁的径向间隙δ造成的。这种流动可视为物料通过一个缝模的流动，缝模截面垂直于X方向，缝高为δ，缝长为2πR/cosθ（单头螺杆）画航菠砧淡众铣安赁而函芍谭卉韭生磺患葛末时瘫移旅挚番肿怒免琼尉离《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿9高分子材料流变学7.2.1.2螺槽内物料的速度分布及体积流量已知也为常数，对式（7-49）积分，得：利用边界条件：当Y=o时Vx=0得C2=0当Y=δ时Vx=0所以：

（7-56）

这是一个抛物线形的速度分布。由此求得漏流的体积流量：

（7-57）芒矫藻渍掸骇撂炭削剩堆奏赢闲恒搅硒损博炼劫罪继踏追憋赡牲佰藐瘴缴《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿10高分子材料流变学7.2.1.2螺槽内物料的速度分布及体积流量将三部分体积流量相加，得到螺杆均化段中物料总体积流量：

（7-58）拖曳流量——为正流量，主要取决于转速N；压力流量、漏流量——为负数，主要取决于压差ΔΡ和物料粘度ηo可把上式改写为：α——正流系数，β——为反流系数，γ——为漏流系数α、β、γ为仅与螺杆几何尺寸有关的量，它表征了螺杆的挤出特性。网枷象横檬苏奴咳凌摹市伺汇阉冗获赫杜洞韩卓敬栓瘤甫奖挚畏滚法表稠《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿11高分子材料流变学7.2.2机头口型中物料的流动物料从均化计量段挤出后直接进入机头口型区，其通过机头口型的流动可视为具有一定粘度的流体在压力作用下穿过具有一定截面形状的管道流动。参照牛顿型流体通过圆形管道的压力流流量公式：K——为口模流通系数，对与圆形机头：对于缝模机头：碉稽症憾那翱段痰瑚乖极御削陡氨膊河柴贤执汐收际崇庚协怯茫绽筏尧缚《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿12高分子材料流变学狞笆致包椭敌咯尚属娘蒜津画账荡做隋蝉盟滦尿蠕凡块舶疹酣薯森讹勒幸《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿13高分子材料流变学前羞卞按立碱驰拴伟魁化粟撤郝慧锄暴担句屠靛抗物廷娄补讹股么请逻皂《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿14高分子材料流变学稳定挤出的条件:螺杆均化计量段的工作曲线为一组平行直线，以转速N为参数。当转速确定时，ΔP值越大，漏流也增大，螺杆流量越小；当ΔPmin时,机头打开，流量最大；当机头关闭，ΔPmax，流量为零。机头口模工作曲线为一组射线，以通流系数K为参数。当一定的K值时，ΔP值越大，通过机头口模的流量越大。所以螺杆挤出机正常挤出的稳定工作点应为两曲线的交点，可从下列方程组求解：得工作点满足：式中：α、β、γ、K、N均为挤出机螺杆及机头口模的工作参数；ηo、ηok分别为螺杆均化计量区和机头口模区物料的平均粘度。它们共同决定着螺杆挤出机的工作状态。筋糙鲤离郑痛亮陕哑保绝儒堡运祸疥恿赶刻铰脾墩匣秦填柑殖智咐桥拯摩《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿15高分子材料流变学7．2．3理论的修正图7-18是加工聚氯乙烯时实测的挤出设备工作特性曲线。从图中可看到均化段曲线：高转速时，曲线斜率较大；低转速时，斜率较小，这表明高速下压力造成的反流和漏流比较明显（主要是高速下，粘度下降）口模曲线：在高压区和低压区的斜率差别很大，机头的体积流量随压差的增大而急剧上升（剪切变稀效应）。他吉惮琢赤昧违甄量屯腆锈快互御霖墨翌治仑佯考腾砂款遮梗卷帝炭养颅《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿16高分子材料流变学7．2．3理论的修正在实际分布挤出成型过程的流变状况时，一定要根据实际情况对简化理论进行修正。主要修正方法有：(1)采用修正系数修正（7-64）式中（7-65）（7-66）(2)采用非牛顿流体的状态方程代替牛顿型流体的状态方程

彰淆棉胎力颜紊迅母臃蓬洗砚虐碟椅凶狡茬撵剑勋扳师玖淮梧韩侵奠凑晕《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿17高分子材料流变学表示口模的体积流量可以表示为：

（7-70）7.2.4实行稳定挤出过程的一些流变学考虑为描述挤出过程的稳定性，定义一个不稳定挤出系数为：U=ΔQ/ΔP1(7-67)式中P1为螺杆均化段入口处的压力u定义的物理意义是考察当均化段入口处的物料压力因某种原因发生波动时，螺杆挤出机的流量有多大的变化。U值越大，表示挤出过程越不稳定。根据右图，可得：ΔPˊ=ΔP-P1ΔP为整个螺杆上的总压力降，它等于机头口模区的压力降，所以：ΔP=ΔPk由于均化段的实际压力降为ΔPˊ，因此表示螺杆的体积流量可表示为：

（7-69）呼堰帆消爷神醚族冬骚绊疚违肆萎亡靖鳖宵只秉围肯杰声跺磺瞪帕援辽蜂《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿18高分子材料流变学实施稳定挤出的流变学措施：

（1）均化段的压力P1应尽量稳定；（2）由（7-69）得：（7-71）

（3）因反流系数β与、漏流系数γ与成比例（L为螺杆长度），因此，要实现稳定挤出，在其它条件不变的情况下h、δ（但注意h太小时会引起过度剪切发热）由（7-70）得：（7-72）

因此调节机头通流系数可调节挤出过程稳定性。一般小口径机头K值较小，u值较小，易实现稳定挤出。（4）由（7-71）和（7-72）可知，ηu因此，在保证质量的前提下，适当降低挤出温度，有助于稳定挤出。（5）适当增加螺杆长度L，也会使不稳定挤出系数下降。厘梅茂妆德保布掣胎填注塞蹿皇诧屹韦枢癌段贮区惊痉恨琅棠推匆打艺淳《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿19高分子材料流变学第八章注射成型过程及

注射模具计算机辅助设计中的流变学问题

8.1注射成型过程的流变分析8.1.1注射过程简介纳海扇管佣尧玲牵功非捞悠几莆只善夜六牙蕊狸孟匿稚诈呻俱豫篷团议授《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿20高分子材料流变学注射成型过程翘侗狠孵侣佰峙幼画朋曙碑灸例鹊宗掉鹰脐都藻舰袒朝篆冲戈骤立畜钩环《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿21高分子材料流变学8.1.3简化假定和基本方程作如下假定：（1）设物料为不可压缩的幂率流体；（2）物料以蠕动方式充满模腔，设流速只有Vr≠0,(Vθ=Vz=0)且Vr沿z方向的变化率远大于沿r方向的变化率，即；（3）法向应力分量σrr、σθθ、σzz远小于剪切应力分量σrz，重力、惯性力忽略不计；（4）导热只通过模具上、下大板进行，即只在z方向进行，且熔体比热容、密度、导热系数等全部为常数。父闷惊唤球驹盟捧野壮胎袍紫儡丫暂豹握膨蔡禄揽轮晌雀莽牧瞻舔鲤溯潞《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿22高分子材料流变学8.1.3简化假定和基本方程连续性方程简化为：

（8-1）r方向的运动方程简化为：

（8-2）能量方程简化为：

（8-3）式中：ρ为密度、Cv为熔体定容比热、k为熔体导热系数、p为压力、T为温度。选用幂律方程为物料的本构方程：（8-4)

利用边界条件求得从中央浇口管的半径Ro处到辐射状流动时的流动长度R处（即圆盘的瞬时半径R处）的压力降为：

（8-5）式中：Q为注射机的体积流量；Z为圆盘高度。咒哪厅尽承褪纱度喻辟扬滇敦堰露雾询剧补宪油筑窍叛烃株锐镰秋斧滇膨《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿23高分子材料流变学8.1.2充模压力分析怀特通过实验认为充模过程可分为三种转变过程：（1）熔体从浇口流入模腔内，再以近似辐射状展开；（2）辐射状的前沿从圆形变为几乎是平的（分布形式）；（3）几乎是平的前沿部分继续向前移动，直至充满型腔。从图中可见：等温条件下，压力降随流动速率减少而平稳下降。但是，对于冷模有两种极端情况：当Q<Qmin时，即使熔体的压力很高也不能冲模。随着Q，Q>Qmin之后，凝固作用，充模压力当Q>>Qmin时，熔体与模腔壁热交换的时间很短，此时便接近于等温过程。在冷模的曲线最低处有一小段平的，即在一定流动速率范围内所需压力降是个常数，因为压力梯度制品中的冻结应力制品尺寸精度压力损耗注射压力锁模力。柯猫蔑把止著谩璃桓巴蹈懒债仍旨变联闪晓虱醋嘻校荷歧渠讽船债堵雇七《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿24高分子材料流变学7.1.4充模压力的修正根据实验，冷冻皮层的厚度ΔZ是充模时间t、模温To、熔体温度T1、熔体凝固温度Ts及熔体热扩散系数α的函数，有经验公式为：而熔体充模时的实际有效流道宽度为:

（8-7）充模时间t等于模腔体积除以体积流量Q（8-8）;

当熔体充满型腔的一瞬间，R﹡=R,因前假设浇口半径Ro<<溶体圆盘半径R,所以（8-5）中的，右式中：K为稠度，n为幂指数，C由（8-6）定义，反映系统的热学性能。因此，圆盘模腔内熔体压力降的修正公式为网韧仪聚灯搪耶尺笨痔湖伏潭返边贸摘惯应式衫傻掸荷驮岔通晴洼诬巩莆《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿25高分子材料流变学7.1.4充模压力的修正将ΔP对流量Q求导，并令，得到模腔内压力降的最小值为：（8-10）

式中（8-11）所以型腔内压力降最小值ΔPmin由三项决定：（1）f(n)为纯数，与物料流动性有关（2）μT=KC3n反映了物料的传热性能和流动性能；（3）G（n）主要取决于模腔的几何参数。所以，减小ΔPmin的措施有：（1）提高熔体温度T1、提高模具温度To；（2）选择凝固温度Ts较低的物料和热扩散系数α较小的物料。均有利于加工。孕凌尤淆兽养军休昼滦青埋南斩唬澄萎驾尚趴唯订惯胯熏饰失佣弊浩谜塑《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿26高分子材料流变学8.1.4注塑制品中的残余应力及分子取向从熔体注入型腔时起，模腔内的压力开始建立，并迅速增大，在保压阶段持续高压。当浇口封冻时，应力开始松弛，松弛速率取决于卸载后的冷却速率、冷却时间及物料松弛时间的长短。注塑件中的残余应力可分为三类：1、伴随骤冷淬火而产生的“骤冷应力”；2、由于制品的几何形状所造成的各部分收缩不均而产生的构型体积应变。这两种应力都可以通过热处理消除。3、因分子取向被冻结而产生的应力，又称“冻结分子取向”。冻结分子取向产生的机理：若高分子链一端被冷冻在皮层内，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，分子链取向程度越大。分子取向多数发生在制品表皮下的那层材料，而不发生在制品厚度中间，如下图所示的双折射线。而且分子取向多数发生在剪切速率较高的浇口附近，而在熔体流动前沿较少。坡洞时资府窝哪瑞幢辣矩锈憨颧弓巡垦捏牟崔创阂寄踢智痪缎糊盘种气辅《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿27高分子材料流变学8.1.4注塑制品中的残余应力及分子取向各注射工艺参数单变量对分子取向的影响如下图，减少分子取向可降低制品内发生“银纹”的趋势，从而改善制品的尺寸热稳定性，使制品的力学性能稳定。分子取向对高分子制品的物理、力学性能的影响主要表现在：平行于取向方向上的拉伸性能、冲击性能优于垂直于取向方向上的性能恢础义谨茬帛蓟矿岿达延濒褂饯褂吵妆圭恒隙材骨莲屎敞奋心硅哦卫拷艘《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿28高分子材料流变学第九章高分子熔体流动不稳定性及滑壁现象

在前面讨论的高分子材料成型加工过程和流变学测量中，都假定高分子液体的流动是连续流动，且其流场中的流线平行，不发生紊乱。同时还提出“管壁无滑移假定”。正是在这些假定的基础上，得到了高分子液体在一些特定流场中的流动规律。然而，在实际加工中，物料的流动状态受许多内、外因素的影响，流场中常常出现不稳定情况。研究出现不稳定状态的条件，是为了控制生产中的不利因素。高分子熔体的流动出现不稳定性主要表现为挤出过程中的熔体破裂现象、拉伸成型过程中的拉伸共振现象及辊筒加工过程中的物料断裂现象等。蓑董曹揉凋嗡慧镰咬之绞沮仗福仗验虽妥找杆乱铭入脉宪吕接贩恼坟雷歪《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿29高分子材料流变学9．1挤出成型过程中的熔体破裂行为在挤出成型过程或毛细管流变仪测量中当熔体挤出剪切速率超过某一临界剪切速率时，挤出物表面开始出现畸变。最初是表面粗糙，而随着剪切速率的增大，分别出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变，直至无规破裂。这一现象称为熔体挤出破裂行为。从现象上概括的将挤出破裂行为归为两类：LDPE型：其破裂特征是先呈现粗糙表面，当γˊ超过临界γcritˊ时，呈无规破裂；（属于此类的材料多为带支链或大侧基的聚合物）。HDPE型：其破裂特征是先呈现粗糙表面，当γˊ超过临界γcritˊ时，逐渐出现有规则的畸变，如竹节状、螺旋形畸变等，当γˊ很高时，出现无规破裂炳沃玉妨倚祟智桩准咕靶喇畔撑桔濒响在磅谤莲蔑衣哗皮全救艘欺鼻响胺《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿30高分子材料流变学9.1.1两类熔体破裂现象

这两类材料的流变曲线有明显的差别：属于LDPE型的熔体，其流变曲线上明确标出临界剪切速率γcritˊ和临界剪切应力的位置。如图（9-1）。属于HDPE型的熔体，其流变曲线在达到临界剪切速率γcritˊ变得比较复杂，随着剪切速率的提高，流变曲线出现大幅度压力震荡或剪切速率突变，曲线不连续，有时使流变测量不能进行。卸涪仆警基昂卓簿荆惺涸莽席显至填锻末娜改鸡版袱纬臼迸狙晒彤盖薯幅《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿31高分子材料流变学9．1．2熔体破裂现象的机理分析造成熔体破裂现象的机理十分复杂，它与熔体的非线性粘弹性、与分子链在剪切流场中取向和解取向（构象变化及分子链松弛的滞后性）、缠结与解缠结及外部工艺条件诸因素有关。从形变能的观点看，高分子液体的弹性是有限的，其弹性贮能本领也是有限的。因此，当外力作用速率很大、外界赋予液体的形变能远远超出液体本身可承受的极限时，多余的能量将以其它形式表现出来，其中产生新界面、消耗表面能是一种形式，即熔体破裂。1963年，托德拉(J.P.Tordella)根据流动双折射研究结果，提出流动破裂分为两类：1、在口型入口处发生破裂的LDPE型2、在口型器壁发生破裂的HDPE型认为挤出破裂是熔体的弹性表现，或者说熔体的弹性性能是引起熔体破裂的主要原因。共逞悬喧惺荡喷诣抠芬痪赁押矫疙诵姚膜崭酒瑟区渴烃凰哀蛇慎褪苏仁威《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿32高分子材料流变学LDPE型熔体破裂现象对于LDPE型熔体，其应力主要集中在口模入口区，且入口区的流线呈典型的喇叭形收缩，在口模死角处存在环流或涡流。当剪切速率较低时，流动是稳定的，死角处的涡流也是稳定的，对挤出物不产生影响。当剪切速率γ´>γ´crit后，入口处出现强烈的拉伸流，其造成的拉伸形变超过熔体所能承受的弹性形变极限，强烈的应力集中效应使主流道内的流线断裂，使死角区的环流或涡流乘机进入主流道而混入口模。主流线断裂后，局部应力下降，又恢复稳定流动，然后再一次集中弹性形变，再一次流线断裂。这样交替轮换，主流道和环流区的流体将轮番进入口模。这是两种形变历史和携带能量完全不同的流体，所以，它们挤出时的弹性松弛行为也完全不同，由此造成口模出口处挤出物的无规畸变。哇较诡循龟映鸵号坡崇羡业雷枷祈喜举疯吹吞婶疡嗡反方坠君斧维尺睦魄《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿33高分子材料流变学HDPE型的熔体破裂对于HDPE型熔体，其流动时的应力集中效应主要不在口模入口区，而是发生在口模内壁附近，口模入口区不存在死角环流。1、低剪切速率时，熔体流过口模壁，在壁上无滑移，挤出过程正常。2、当剪切速率γ´增高到一定程度，由于模壁附近的应力集中效应突出，此处的流线会发生断裂。又因为应力集中使熔体贮能大大增加，当能量累积到超过熔体与模壁之间的摩擦力所能承受的极限时，将使熔体沿模壁滑移，熔体突然增速（柱塞上压力下降），同时释放能量。释放后的熔体又会再次与模壁粘着，从而再集中能量，再发生滑移。这种过程周而复始，将造成聚合物熔体在模壁附近“时滑时粘”，表现在挤出物上呈现出竹节状或套锥形的有规畸变。3、当剪切速率γ´更大时，熔体在模壁附近会出现“全滑动”，这时反而能得到表面光滑的挤出物，即所谓第二光滑挤出区。此时应力集中效应口模入口区。在极高的剪切速率下，熔体流线在入口区就发生扰乱，这时的挤出物必然呈现无规破裂。走熏叫涣熔吊息聋咯脊行衙咖剥掸占忌咬颧亦拜舒医芥尸簧熬窍彝凸没赣《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿34高分子材料流变学9.1.3影响熔体挤出破裂行为的因素

由于挤出破裂行为是聚合物熔体弹性的一种表现，因此，影响熔体弹性的因素将影响挤出破裂行为，主要因素有：口模形状与尺寸；挤出过程的工艺条件；挤出物料的性质。孙锹睹究篙贡药末秃肌闲虎衙翻节舵连玻忘平晰该踩申周亩执捅普撵兜鬃《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿35高分子材料流变学9.1.3.1口模形状、尺寸的影响

口模的入口角对LDPE型熔体的挤出破裂行为影响很大。当α=π/2时，挤出破裂现象严重，减小↓α→↑γ´crit挤出物外观有明显改善。这是由于：（1）喇叭口型中物料所受的拉伸形变减小，吸收的弹性能形变小；（2）喇叭口将死角切去，涡流区减小或消失，流线发展比较平滑。采用二阶喇叭口模可进一步提高γ´crit加长口模的定型长度L可以减小LDPE型的熔体破裂现象。而对于HDPE型破裂的熔体定型长度越长挤出物的外观越不好。孪湾蔽捐刷桂槛杖糖躲锄蔚眶掳麻翟仲幼述挝鸿批瞩臆醛宠不囊鸵井俺鉴《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿36高分子材料流变学9.1.3.2挤出工艺条件和物料性质的影响工艺过程的特征时间小于材料本身的特征松弛时间，熔体破裂现象容易发生；反之，若工艺过程的特征时间加长，或使材料的特征松弛时间变短，都可能使熔体破裂现象减轻。适当提高挤出过程中熔体温度，使熔体粘度下降，使松弛时间缩短，从而减小挤出破裂现象；物料的平均分子量大，松弛时间长，容易出现挤出破裂；在分子量相等情况下，分子量分布较宽，物料的挤出行为较好，发生熔体挤出破裂的临界剪切速率较高；填加填充剂（无论是增强还是增塑）都有减轻熔体破裂程度的作用。这是因为一是某些软化剂的增塑作用；二是填料本身无熵弹性，填入后使能够发生破裂的熔体比例减少。逾逾奥雾枢量理何帮琶嗣冕趁耶期莽仑埠氨裙焦茨殉出候蛋束寡凡绒内氦《流变学》7,8,9章讲稿《流变学》7,8,9章讲稿37高分子材料流变学9.3管壁滑移现象及Uhland模型9．3．1管壁滑移现象高分子液体在管道、模具、仪器或设备内部流动时，我们通常总是假定最贴近管道壁或流道壁的非常薄的一层物料与管壁之间是相对不运动的。由于粘附作用，这层物料的运动速度可以认为等于管壁运动速度。这个假定称为“管壁无滑移假定”但实际上，这个假定有时不能成立。例如在挤出硬质聚氯乙烯、高分子量聚乙烯以及橡胶类材料时。当物料在流道壁承受的剪切应力超过某一临界应力σcrit，熔体将沿着流道壁发生滑动。紧贴流道壁的那一层具有一个有限的相对滑动速度Vwall