《聚合物流变学》PPT课件.ppt

无锡职业技术学院 模具教研室,塑料成型工艺与模具设计,The Process&Moulds Design of Plastic Deformation,上节课回顾,填空：无定形聚合物按照在不同温度下的变形能力分为三中状态，在 态下聚合物适于进行车削、锉削、钻孔、切螺纹等机械加工；在 态下适合进行吹塑成型、热成型等二次加工；在 态下进行注射成型或挤出成型。问答：按照塑料的成型性能分类，说明什么是热塑性塑料？什么是热固性塑料？（原料）,第二单元 塑料成型基础,聚合物的粘性流动,教学内容：,教学难点：聚合物的粘性流动,层流流体粘性壁面粗糙度,邻层相对移动距离即dx/dr称为切应变；液体邻层速度梯度dv/dt等于单位时间内的切应变，即剪切速率,聚合物的粘性流动,恒定外力(恒定剪切力下：管壁摩擦力+液层粘滞阻力 构成剪切力各层差异，造成速度差，即速度梯度。,速度呈现抛物线状分布,聚合物的粘度应力与剪切速率关系 低分子流体流动行为牛顿流体-牛顿内摩擦定律,高分子流体的流动行为非牛顿流体-奥斯瓦尔德指数流动定律,剪切应力大小反应层间流动难易。常数，称为牛顿粘度或剪切粘度，不受剪切速率影响。PA/PC近似为牛顿流体。,聚合物大分子的长链结构和相互交缠，流动复杂，不服从上述规律称为非牛顿流体。大部分聚合物熔体属于这类。,K表示粘稠性（粘度系数），非牛顿流体的表观粘度。n 与聚合物品种、温度有关，可反应偏离牛顿流体性质的程度。,非牛顿流体表观粘度除了与流体品种、温度有关外，还受剪切速率影响，意味着外力的大小及其作用时间也能改变非牛顿流体的粘稠性。,反映非牛顿流体外力作用下抵抗剪切变形的能力。,2.假塑性流体剪切稀化及其实质,读图：如果材料的粘稠度因剪切变形程度而改变，情况符合曲线1为牛顿流体；n1呈指数规律减小则为非牛顿流体。,读图：如果材料变形能力随剪切力增加,流动的速度梯度较大，大分子相对移动快，为假塑性；速度梯度小的为牛顿流体。,某一材料实验曲线,3.流动指数,大多数聚合物属于假塑性流体。n1,通常为0.25-0.67,近似为常量,由曲线可见，假塑性熔体剪切速率越大，粘度下降。n1看做部分分子不再交缠，分子链之间可以相对滑动，还可以沿受力方向取向，流动阻力随着变形而降低，称为剪切稀化。,注射成型典型熔体的剪切速率范围在102105s-1常用塑料的粘度范围是10107Pa.s,小浇口剪切大。,对于开放的管线：剪切稀化，一旦压力倍增，其流动速率不是倍增，而是倍率大得多（215倍）；剪切速率影响粘度还影响粘滞热（即剪切热）的大小，这对注射成型的压力、温度等有重要影响。,与各自初始速度比较所放大的倍率。初始速度是不同的。,支链多、长、高，与其它大分子缠结越多、越紧，分子量大,缠结点多，粘度大；分子量分布越宽，粘度小，流动性好，但大分子未全熔化,成型件性能不好,剪切稀化,使分子间作用力发生很大变化粘度改变。例如增塑剂降粘度，改善流动性；纤维填料相反。,提高温度，粘度下降，适用于对剪切不敏感或牛顿流体；压力加大，大分子压缩，粘度加大；,3.影响聚合物流动粘度的因素,温度-压力效应 流量,热塑性塑料,热固性聚合物流动：线型大分子加热塑化后，发生交联反应，粘度随交联反应而变化，直至粘度无限大，不可逆转。在较低温度范围内，粘度随温度升高而降低达峰值，这个较高温度以后，交联起主导作用，迅速下降。可通过控制温度控制交联速度。本质差别：不仅有物理变化，还有化学变化。,无锡职业技术学院,Thank You!,