《聚合物成型原理与工艺》课程教学资源（PPT课件）第一篇 聚合物加工的理论基础 第二章 聚合物的流变性质

2聚合物的流变性质2. 1聚合物熔体的流变行为2. 2影响聚合物流变行为的主要因素

2 聚合物的流变性质 2.1 聚合物熔体的流变行为 2.2 影响聚合物流变行为的主要因素

流变学（Rheology）：研究物质形变与流动的科学熔融加工是最常见的加工形式，在加工过程中，聚合物都要产生流动和形变。弹性形变、塑性形变和聚合物的形变包括：粘性形变温度、影响形变的因素：聚合物结构与性质、力、时间和组成，聚合物熔体的流变行为很复杂，包括：粘性流动、弹性效应、热和滴的变化

熔融加工是最常见的加工形式，在加工过程 中，聚合物都要产生流动和形变。 聚合物的形变包括：弹性形变、塑性形变和 粘性形变 影响形变的因素：聚合物结构与性质、温度、 力、时间和组成。 流变学（Rheology) ：研究物质形变与流动的科学 聚合物熔体的流变行为很复杂，包括： 粘性流动、弹性效应、热和熵的变化

第一节聚合物熔体的流变行为定义：材料受力后产生的形变和尺寸改变称为应变Y。单位时间内的应变称为应变速率（或速度梯度），可以表示为：dyVdt应变方式和应变速率与所受外力的性质和位置有关，可分为以下三种流动方式：剪切流动：聚合物加工时受到剪切力作用拉伸流动：聚合物在加工过程中受到拉伸应力作用静压力的均匀压缩（主要影响粘度）

第一节 聚合物熔体的流变行为 定义：材料受力后产生的形变和尺寸改变称为应变γ。单位 时间内的应变称为应变速率(或速度梯度)，可以表示为： 应变方式和应变速率与所受外力的性质和位置有关，可 分为以下三种流动方式： 剪切流动：聚合物加工时受到剪切力作用 拉伸流动：聚合物在加工过程中受到拉伸应力作用 静压力的均匀压缩（主要影响粘度） dt d  = •

实际的流动通常是两种或多种流动的迭加。聚合物流体可以是处于T或Tm以上的熔体也可以是在不高温度下仍保持为流动液体的聚合物溶液或悬浮体。熔体流变性质主要表现是粘度的变化，根据流动过程聚合物粘度与应力或应变速率的关系，可将聚合物的流动行为分为两大类：牛顿流体和非牛顿流体

实际的流动通常是两种或多种流动的迭加。 聚合物流体可以是处于Tf或Tm以上的熔体， 也可以是在不高温度下仍保持为流动液体的聚合 物溶液或悬浮体。 熔体流变性质主要表现是粘度的变化，根据流动过 程聚合物粘度与应力或应变速率的关系，可将 聚合物的流动行为分为两大类：牛顿流体和非牛 顿流体

一、牛顿流体及其流变方程牛顿流体的流变学方程dytu=uadt

一、牛顿流体及其流变方程 牛顿流体的流变学方程： • = = =       dt d dr dv ( )

牛顿流体流动时的应力一应变关系和粘度对剪切速率的依赖性（）旗斜華yt2时间t)tz时间（t)

牛顿流体流动时的应力—应变关系和粘度 对剪切速率的依赖性

在应力作用的时间t,～t内，应力引起的总应变可由下式求得：代=二(t1-t2)u公航斜率剪切速率（）剪切速率（）

在应力作用的时间t1 ～t2内，应力引起的总 应变可由下式求得： = (t1−t 2)   

牛顿流体的特点液体的应变随应力作用时间线形增加。.牛顿流体中的应变具有不可逆性质，应力解除后应变以永久形变保持下来，这是纯粘性流动的特点

牛顿流体的特点 I. 液体的应变随应力作用时间线形增加。 II. 牛顿流体中的应变具有不可逆性质，应力 解除后应变以永久形变保持下来，这是纯 粘性流动的特点

二、非牛顿流体及其流变行为定义：流变行为不服从牛顿定律的流动称为非牛顿型流动，具有这种流动行为的液体称为非牛顿流体。特点：在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时，剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度不是一个常数（大分子长链和缠结）。不同类型的非牛顿流体其粘度对剪切速率的依赖性不同

定义：流变行为不服从牛顿定律的流动称为非牛 顿型流动，具有这种流动行为的液体称为非牛顿流体。 特点：在宽广的剪切速率范围内，这类液体流动时， 剪切力和剪切速率不再成比例关系，液体的粘度不是 一个常数（大分子长链和缠结）。 不同类型的非牛顿流体其粘度对剪切速率的依赖 性不同。 二、非牛顿流体及其流变行为

不同类型流体的流动曲线和粘度剪切速率关系宾汉液体牛频液体膨胀性液体（（）至瓶N毕顿液体膨胀性假塑性液体液体假塑性液体复合型液体剪切速率（）剪切速率（”）

不同类型流体的流动曲线 和粘度剪切速率关系