聚合物流变学基础复习课

复习课(1)ΔV/V=3ε1.基本概念1.1应变(1)各向同性压缩或膨胀以立方柱体为例ε,ΔV/V(2)拉伸和单向压缩ε,δ,ΔV/VΔV/V=ε-2δ(3)简单剪切γ=Wl=tanθ/1.2应变张量应变张量表达式112211221122xxxyxzyxyyyzzxzyzzeeeeeeeee(1)同性压缩000000(2)拉伸000000(3)剪切00000001.3应力单位面积所承受的附加内力。fτ=S1.4应力张量(1)拉伸（剪切应力，拉伸应力）(2)同性压缩000000000000xxyyzztPtPtP00000000xxt(1)拉伸(3)剪切0000000xyyxtt2.线性弹性2.1虎克定律σ=Eε弹性常数：E，K，G,ν。2.2线性弹性变形的特点●变形小●变形无时间依赖性●变形在外力除去后完全回复●无能量损失●应力与应变成线性关系3.线性粘性流动3.1剪切流动1,()ddvSdtdy单位:3.2牛顿流体=粘度的单位:泊(P),1秒•牛顿/米2换算关系:牛顿/米2•1秒=10泊3.3线性粘性变形的特点●变形的时间依赖性●流体变形的不可回复性●能量损失●正比性3.4流动方式(1)PoiseuilleFlow0()rzzvvvvr①速度及速度分布-RRVZrrzdvdr②Hagen-PoiseuilleLaw4()8RPQl(2)Couetteflowrv内筒外筒注意：外筒旋转(3)Coneandplateflow022①速度分布(4)Torsionalflow①速度分布rRdrvzzv3.5粘度的温度依赖性exp(/)AERT(1)ArrheniusEquation适应条件：TTg+1000C17.4()()lg()51.6gggTTTTTT适应条件：Tg~Tg+1000C(2)WLFEquation4.非线性粘性4.1几种非牛顿流体膨胀性假塑性牛顿体宾汉姆体a膨胀性牛顿体假塑性应力与应变速率的关系表观粘度与剪切速率的关系4.2表观粘度、零切粘度和微分粘度ad0其中:0ad4.3Weissenberg-Rabinowitch4()8RPQl34aQRlog(3)4logaadd（Hagen-PoiseuilleLaw）（Rabinowitch）4.4Poiseuille流动中的流速分布用毛细管粘度计测定非牛顿流体的粘度,需进行两项校正:Bagley(入口)和Weissenberg(管壁)n=0n=0.1n=1n=3n=4.5幂律定律4.6触变性和流凝性4.7聚合物熔体加工中切变速率范围成型加工方法切变速率（s-1）成型加工方法切变速率（s-1）压制混炼与压延开炼1~1010~1025*101~5*102挤出纺丝注射102~103103~105103~1044.8拉伸粘度00:3:6拉拉单双向拉伸向拉伸4.9法向应力效应(1)第一法向应力差2111221()N(2)第二法向应力差2222332()N在Poiseuille流动中：12()()zzrrrrNN在Couette流动中：12()()rrrrzzNN在锥板流动中：12()()rrNN法向应力效应是非牛顿流体的特性。牛顿流体必须满足的条件：1212,()()0,constNNor或1.从下图中的已知条件回答问题:该高聚物零切变速率下的粘度η0=()10-1Pa·s,极限粘度η∞=()10-1Pa·s,当剪切速率=()s-1时,其表观粘度ηa=104Pa·s.以下是某高聚物的流动曲线，σ的单位为10－1N/m2。习题-8-404812162012840-4lgσlg2.已知某种流体，其粘度与切应力的关系为1,1nnnBdrAmCdt并符合式中：n为流动行为常数；A、B、C、m均为常数。若已知CB，问此流体属何种类型？习题3.用熔融指数测定仪在不同温度下测定高压PE的MI值如表3-1，试求出高压PE的表观流动活化能Ea。T/℃129147168190208226MI0.1580.3530.751.5562.8714.909表3-1不同温度下高压PE的MI习题