高聚物熔体的流变性质研究

　

主要内容：（1）液体的流动类型 
     （2）高分子熔体的流动特征
     （3）影响高聚物熔体粘度的因素
     （4）高聚物熔体弹性效应的表现
     （5）高聚物熔体粘度的测量方法
 
难点内容：弹性效应的理解
 
掌握内容：（1）牛顿流体和非牛顿流体的流动特征
         （2）高聚物熔体的流动特征及影响流动温度的因素
         （3）影响切粘度的结构因素及外在因素
 
理解内容：（1）高聚物熔体的流动机理
         （2）高聚物熔体弹性效应的机理、现象及影响因素
 
了解内容：（1）高聚物熔体粘度的测量方法
                  （2）拉伸粘度的基本情况
 
  高聚物的基本流变性质、1流变学的基本概念简介
一、流动的方式                         1、速度方向                                                                                                                                                                                                                            
                                       2、速度梯度方向
   剪切流动      a 库爱特（拖流动）         
                 b 泊肃叶（压力流）                   
拉伸流动
                          速度方向平行速度梯度方向
二.流体的基本类型
                               
(1)    牛顿流体
                             σ_τ=η·γ     (η为常数)
                                熔体结构不变
(2)    非牛顿流体
          表观粘度η_a=
a.胀塑流体        
                   γ↑  η_a
b.     假塑性流体
             σ_τ=η_aγⁿ   (n<1)
                γ↑.η_a↓  (剪切变稀)
c.            σ_τ=σ_b+ kγⁿ
三.假塑性流体的基本特性
 

	Ⅰ	Ⅱ	Ⅳ
名称	第一牛顿	假塑性区	第二牛顿区
ηa	ηa--	ηa↓	η∝
分子运动	取向速度等于解取向 链处于卷曲状态	取向>解取向 逐渐伸展	取向>>解取向 完全伸展

 
名词解释
  牛顿流体    非牛顿流体    假塑性流体    胀塑性流体
  Bingham流体    零切粘度    表观粘度    熔融指数
  第一法向应力差    挤出胀大    真实粘度
 
 
大分子流动是如何实现的？
大分子流动的基本特征是什么？
流体流动的基本类型有哪些？分别用τ－γ、η－γ、lgτ－lgγ、lgη－lgγ曲线示意图。
 
分析假塑性流体流动的η－γ曲线，并从分子运动论的角度给予解释。
 
为什么粘流态高聚物的表观粘度小于其真实粘度？
 
用分子运动论的观点解释下列曲线：
(1)分子量对粘度的影响        (2)分子量分布对粘度的影响（α_1,α₂为分布指数）
(3)柔顺性对粘－温特性的影响 (4)柔顺性对粘－切特性的影响   
为了降低聚合物在加工中的粘度，对刚性和柔性链的聚合物各应采取哪些措施？
 
为了提高聚合物熔体在加工中的粘度的稳定性，对刚性柔性链聚合物各应严格控制哪些工艺条件？
 
试解释聚合物粘流态的粘度－温度等效性。 
 
何为粘流活化能？它是在什么条件下测定的？刚性和柔性链的聚合物粘流态的粘流活化能大小如何？  对加工有何影响？      
 
何为非牛顿指数？它是如何测定的？刚性和柔性链的聚合物n 值大小如何？与加工有何关系？
 
比较HDPE和LDPE的下列参数大小：（分子量及分布相同）
(1)η₀
 (2)△E_η
 (3)η_∞
已知PIB 和PE的粘流活化能分别36.97×10³J/mol和23.36×10³J/mol。若使它们在148.9℃时的粘度降低一半，则温度各应升至多少度？（假定在γ→0的范围）
 
聚苯乙烯的熔体粘度在160℃时为1×10³泊，试用WLF方程计算试样在120 ℃时的粘度。
 
高聚物熔体产生弹性效应的本质是什么？
 
高聚物熔体弹性效应有哪些表现？
 
用流变学观点说明高分子材料的非牛顿性表现在哪些方面？
 
高聚物熔体的弹性表现在哪些方面？它们对高聚物制品的性能各有什么影响？
 
说明填料的用量、粒径、比表面积和比表面自由能的大小对粘度和尺寸稳定性影响。
 
为什么在胶料中加入少量的再生胶可以提高其流动性和制品尺寸稳定性？
 
何为挤出胀大现象？举例说明减少胀大比的措施。
 
何为不稳定流动？聚烯烃熔体不稳定流动的类型有哪些？举例说明提高流动稳定性的措施。
 
在聚合物加工成型中，挤出机的柱塞负荷和温度因素对熔体粘度的影响如何？为控制分子链刚、柔程度不同聚合物熔体的流动性，应怎样考虑上因素？为什么？
 
PP在用以上制造丙纶时什么要求分子量分布要窄，而用做塑料制品时要求分布要宽？
 
用于注射成型和熔融成纤的高聚物各自对分子量分布有不同的要求，为什么？            
 
附表：
        影响表观切粘度、粘流活化能及非牛顿指数的因素
 

	表观切粘度    粘流活化能    非牛顿指数
柔顺性
分子量分布
分子量分布
支化
增塑
填充
切变速率(切应力)
温度