高分子流变学的考试重点归纳
高分子材料流变学
图8-3 不同挤出速率下LLDPE熔体挤出物外观照片
高分子科学与工程学院
青岛科技大学 5）无管虹吸，拉伸流动和可纺性
图8-4 无管虹吸和侧壁虹吸效应示意图（N表示牛顿流体，P表示高分子液体）
这些现象也与高分子液体的弹性有关。由于有弹性因此液体能承受拉伸形 变，产生拉伸流动，且拉伸液流的自由表面相当稳定。这是高分子液体具 有良好纺丝（一维拉伸）和成膜（一维或二维拉伸）能力的根据。
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高分子科学与工程学院
青岛科技大学
2．1．2 速度梯度和形变速率
形变速率
单位时间内发生的形变。在剪切流场中称剪切速率（shear rate）；在拉伸流场中称拉伸速率（elongation rate）。
d dt
dv x dy
黏流活化能（flow activation energy） 黏流活化能：流动过程中，流动单元（链段）用于克服位垒，由原位置 跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。 特性： 1. 反映材料黏度随温度变化的敏感性； 2. 与分子链结构有关，与总分子量关系不大； 3. 刚性、极性、或含较大侧基的材料，黏流活化能较高；而柔性较好的线形 分子链材料黏流活化能较低。
图8-7 简单剪切流场示意图
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高分子材料流变学复习题
一、填空题（2×10=20分）
1.高分子材料流变学可分为高分子材料流变学和流变学。
2.高分子材料的结构可以分为结构和结构，影响高分子流
变性质的主要结构层次为结构。
3.输运过程中的基本方程有方程，方程和方
程。
4.互容高分子可以分为互容和互容两种情形。
二、选择题(单选)（2×5=10分）
1.大多数聚合物流体属于：（）
A．膨胀性流体 B. 膨胀性流体
C. 假塑性流体
D. 假塑性流体
2.能有效改善聚甲醛的加工流动性的方法有：（）
A．增大分子量 B. 升高加工温度 C. 提高挤出机的螺杆转速
3.下列方法中不能测定聚合物熔体粘度的是：（）
A．毛细管粘度计 B. 旋转粘度计
C. 乌氏粘度计
D. 落球粘度计
4.高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而（）。
A、增加
B、减少
C、不变
5.在设计制造外径为5cm管材的模头时，应选择哪种内径的模头（）。
A、小于5cm
B、5cm
C、大于5cm
三、判断题（2×5=10分）
1.Weissenberg效应得出现是因为高分子液体具有黏性。（）
2.液体的流动黏度随外力作用时间的延长而变大的的性质称为触变性。（）
3.挤出胀大比随着剪切速率的的升高而增加，随温度的升高而增加。（）
4.挤出成型过程中同时存在拖曳流，压力流和漏流。（）
5.软化增塑剂的加入使基础胀大比增大。（）
四、名词解释（4×5=20分）
法向分量；黏流态；宾汉流体；粘流活化能；触变性流体
五、简答题（2×10=20分）
1.如何表征高分子流体的剪切敏感性与温度敏感性？
2.平均分子量和分布对聚合物熔体黏度、力学性能各有何影响？
高分子流变学
第一章 绪 论
1． 流变学概念
流变学——研究材料流动及变形规律的科学。
高分子材料流变学——研究高分子液体，主要指高分子熔体、高分子溶液，在流动状态下的非线性粘弹行为，以及这种行为与材料结构及其它物理、化学性质的关系。
图1-1 液体流动与固体变形的一般性对比
Newton’s 流动定律 γ
ησ 0= 牛顿流体 H ooke’s 弹性定律 εσE = 虎克弹性体
实际材料往往表现出远为复杂的力学性质。如沥青、粘土、橡胶、石油、蛋清、血浆、食品、化工原材料、泥石流、地壳，尤其是形形色色高分子材料和制品，它们既能流动，又能变形；既有粘性，又有弹性；变形中会发生粘性损耗，流动时又有弹性记忆效应，粘弹性结合，流变性并存。
对于这类材料，仅用牛顿流动定律或虎克弹性定律已无法全面描述其
复杂力学响应规律，必须发展一门新学科——流变学对其进行研究。
流变性实质——“固-液两相性”，“粘弹性”并存。
这种粘弹性不是小变形下的线性粘弹性，而是材料在大变形、长时间应力作用下呈现的非线性粘弹行为。
流动与变形又是两个紧密相关的概念。在时间长河中，万物皆流，万物皆变。流动可视为广义的变形，而变形也可视为广义的流动。两者的差别主要在于外力作用时间的长短及观察者观察时间的不同。按地质年代计算，坚硬的地壳也在流动，地质学中著名的“板块理论”揭示了亿万年来地球大陆板块的变化和运动。另一方面，如果以极快的速度瞬间打击某种液体时，甚至连水都表现了一定的“反弹性”。
1928年，美国物理化学家E.C.Bingham正式命名“流变学（rheology）”，字头取古希腊哲学家Heraclitus所说的“ ”，意即万物皆流。1929年成立流变学会，创办流变学报（Journal of Rheology），一般将此认为流变学诞生日。
高分子材料加工工艺聚合物流变学基础
• 稳定流动：流体的流动状态以及影响流体流动的因素均不 随时间而变化
• 不稳定流动：流体的流动状态以及影响流体流动的因素均 随时间而变化
• （3）等温流动和非等温流动
• 等温流动：流体各处温度均不随时间而变化的流动 • 非等温流动：流体各处温度随时间变化的流动
• （4）一维流动、二维流动和三维流动
• 1.高分子流动是通过链段的位移运动完成 的
• 高分子流动不是简单的整个分子的迁移， 而是链段的相继蠕动来实现的。类似于 蛇的蠕动。链段的尺寸大小约含几十个 主链原子。
• 2.高分子流动不符合牛顿流体的流动规律
• 流动不复合牛顿流体的运动规律。粘度随 剪切速率或剪切应力的大小而改变。
• 这个优点利于我们通过改变螺杆转速、压 力等工艺参数调节熔体的粘度、改善其流 动性。
Kn a
宾汉流体
y p ＞ y
与时间无关的黏性流体
假塑性流体 剪切变稀
Kn a
大多数高分子材料属于此种（塑料熔体，高浓度悬 浮液）
塑料熔体（原因在于大分子彼此之间的缠结状况）
高浓度悬浮液（原因是由于溶剂化作用使得被封闭 在颗粒内或大分子盘绕空穴内的小分子即溶剂或分 散介质被挤出，颗粒或缠绕大分子的有效直径即随 着应力的增加而相应缩小，再由于颗粒空间的小分 子的液体增多，使得颗粒之间的内摩擦减小（表现 为颗粒之间的碰撞概率减小），从而使得液体的黏 度下降。
高分子材料流变学
【名词解释】
1.假塑性流体：黏度随剪切速率的增加而降低的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中，非牛顿指数n<1
2.膨胀性流体:黏度随剪切速率的增加而升高的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中非牛顿指数n>1
3.宾汉流体:指当所受的剪切应力超过临界剪切应力后，才能变形的流动的流体，亦称塑性流体，其中剪切应力与剪切速率服从τ=τy+ηpγ
4.牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间呈线性关系，表达式为τ=μγ的流体
5.剪切变稀：粘度随剪切速率升高而降低
6.爬杆效应：当金属杆在盛有高分子流体的容器中旋转，熔体沿杆上爬的现象
7.挤出胀大：聚合物熔体挤出圆形截面的毛细管时，挤出物的直径大于毛细管模直径
8.熔体破裂：聚合物熔体在毛细管中流动时，当剪切速率较高时，聚合物表面出现不规则的现象，如竹节状，鲨鱼皮状
9.无管虹吸：当插入聚合物溶液中的玻璃管，提离液面之上时，聚合物溶液继续沿玻璃管流出的现象
10.第一法向应力差：高聚物熔体流动时，由于弹性行为，受剪切的作用时，产生法向应力差，其中满足关系式N1=τ11−τ22=φ1∗γ 212(N1通常为正值)
11.第二法向应力差：同上，关系式为N2=τ22−τ33=φ2∗γ 212 (N2通常为负值)
12.本构方程：是一类联系应力张量和应变张量或应变速率张量之间的关系方程，而联系的系数通常是材料的常数。
13.剪切应力：单位面积上的剪切力，τ=FA
14.剪切速率：流体以一定速度沿剪切力方向移动。在黏性阻力和固定壁面阻力的作用力，使相邻液层之间出现速度差,γ=d vdy 也可理解成一定间距的液层，在一定时间内的相对移动距离。
(完整版)流变学复习
名词解释
?流变学：研究材料流动及变形规律的科学。
?假塑性流体：指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体。
?韦森堡效应&爬杆现象&包轴现象：当圆棒插入容器中的高分子液体中旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕
在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。
?巴拉斯效应&挤出胀大&弹性记忆效应：指高分子被强迫挤出口模时，挤出物尺寸要大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现
象。
?法向应力效应：聚合物材料在口模流动中，由于自身的黏弹特性，大分子链的剪切或拉伸取向导致其力学性能的各向异性，
产生法向应力效应。
?松弛时间：是指物体受力变形，外力解除后材料恢复正常状态所需的时间。
?表观粘度：非牛顿型流体流动时剪切应力和剪切速率的比值。
?*入口校正：对于粘弹性流体，当从料筒进入毛细管时，由于存在一个很大的入口压力损失，因此需要通过测压力差来计算压
力梯度时所进行的校正。
?本构方程：描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程,是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关的力
学响应规律的方程. 反映流变过程中材料本身的结构特性。
?*粘流活化能：E定义为每摩尔运动单元所需要的能量，它表征粘度对温度的依赖性，E越大，粘度对温度的依赖性越强，温度升高，其粘度下降得越多。
?*第二光滑挤出区：当剪切速率继续增大时，熔体在模壁附近会出现“全滑动”，这时会得到表面光滑的挤出物，这一区域称为第二光滑挤出区。
?*第一法向应力差：沿流动（受力）向的应力与垂直于流向（法向）的应力之差。
?*触变性流体：在恒温和恒定的切变速率下，粘度随时间递减的流体。
高分子流变学
液组成
运动学参数，流动的几何条件
（一）聚合物分子结构的影响
1.分子量的影响
1 2M 1 Je G N1R T R T
M ↑→ Je ↑, G ↓ → 弹性↑
图
5%PAAM的σ11-σ22-
关系
1—相对分子质量2.88*106 2—相对分子质量1.56*106 3—相对分子质量0.81*106
碳酸钙/聚丙烯共混物在200℃时的 法向应力差随剪切应力的变化 1－碳酸钙/聚丙烯=0/100 2－碳酸钙/聚丙烯=10/90 3－碳酸钙/聚丙烯=20/80 4－碳酸钙/聚丙烯=100/0
三、 研究聚合物流体的弹性对 聚合物加工的指导意义
聚合物的弹性对加工的稳定性有重大影响。 弹性过大不利于加工的稳定。
剪切速率过高时的熔体破裂严重影响聚合物成型的稳定性和 制品的质量。
在纺制异形纤维时，因挤出胀大而使预期断面形状难以获得。
3. 聚合物流体弹性的表征
（1）第一法向应力差函数
非弹性体:1(ѓ)=0
弹性体:1(ѓ) ≠0
(2) 剪切弹性模量G或拉伸弹性模量E G= σ12/ ѓ E=σ11/ έ G↑ E↑ τ↑ 弹性↓ 弹性↓
(3) 松弛(弛豫)时间τ τ= η/G
弹性↑
(4) 储能模量G′或虚数黏度η″ G′=ωη ″─── 弹性的表征
高分子流变学
高分子流变学
高分子流变学是指以有机分子结构体系为基础，研究物质在各种条件下的流变行为的学科，它是力学与物理化学交叉学科，是研究高分子材料性能、强度性能及用途等方面技术问题的重要方向。它研究的主要内容是：物质在受到外力作用时，在外力的作用下，形状发生改变并失去原有的力状态，或者外力的增大把物质分解成其它物质的研究。
高分子流变学可以分为两大类：一类是力学流变学，即以力学方法研究物质在受力作用下的变形、强度、耗散等各种现象及物质整体结构及其变化的学科；另一类是物理化学流变学，即以物理化学方法研究物质分子结构及其相互作用力对物质整体性能的影响，包括表面力学性质、黏度、热塑性等性质的研究。
一般来说，高分子流变学的研究范围包括：（1）各种高分子材料的流变性能：物质受力作用时的变形、强度及损耗等；（2）各种高分子复合体的流变性能：混合材料及其构造对流变性能的影响；（3）各种高分子有机混合体的流变性能；（4）各种高分子凝胶体系的流变性能；（5）各种高分子材料的表面力学性质；（6）各种高分子材料的黏度；（7）各种高分子材料的热塑性等。由此可见，高分子流变学的研究内容十分广泛，以上概括的只是其主要的研究方向。
高分子流变学的研究方法多种多样，包括物理化学方法、分子动力学模拟方法、统计力学方法、数学方法、拉伸实验、断口实
验、压缩实验、延伸实验、撕裂实验、油化实验、交联实验等。这些实验可以研究物质在受力作用下的流变性能、强度性能、分解性能等，因此在研究高分子材料的物性及强度性能时，这些方法都是不可或缺的。
与其它科学学科不同，高分子流变学有着其独特之处：首先，它是以有机分子结构体系为基础，研究物质受力作用时因材料组成、材料结构及外力变化而发生的变形、强度、损耗等现象；其次，它研究的对象没有限定，可以是任何类型的高分子材料，综上所述，高分子流变学是以有机分子结构体系为基础的力学与物理化学交叉学科，是研究高分子材料性能、强度性能及用途等方面技术问题的重要方向，其研究范围很广，涉及高分子材料的流变性能、各种高分子复合体的流变性能、各种高分子有机混合体的流变性能、各种高分子凝胶体系的流变性能等，研究方法也多种多样，为研究高分子材料物性及强度性能提供了重要参考。
《聚合物流变性》练习题及解答
《聚合物流变学》练习题
一、简答题
1、简述高分子流变学的定义。
2、简述流变本构方程的定义。
3、简述线性粘性变形的特点。
4、简述假塑性流体粘度随着剪切速率升高而下降的主要原因。
5、相同分子量情况下，为什么短支链的支化高聚物容易流动，长支链的难于流动？
6、在聚合物韧性断裂过程中，超过屈服应力后应力一般略有下降，请解释出现这一现象的原因。
二、论述题
1、论述聚合物流变行为的特性。
2、画出典型的假塑性非牛顿流体的流动曲线，曲线可以分为那几个区？利用链缠结的观点解释各个区间的剪切速率与粘度的关系。
《聚合物流变学》练习题答案
一、简答题
1、简述高分子流变学的定义。
高分子流变学是研究高分子及其熔体的变形和流动特性，主要指高分子熔体、高分子溶液，在流动状态下的非线性粘弹行为，以及这种行为与材料结构及其它物理、化学性质的关系。
2、简述流变本构方程的定义。
在不同物理条件下(如温度、压力、湿度、辐射、电磁场等)，以应力、应变和时间的物理变量来定量描述材料状态的方程，叫作流变状态方程或本构方程。3、简述线性粘性变形的特点。
（1）变形的时间依赖性，（2）流变变形的不可回复性，（3）能量散失，（4）正比性
4、简述假塑性流体粘度随着剪切速率升高而下降的主要原因。
聚合物分子链在流场中的取向，使流动阻力减小。也可以这样说，在流动过程中，分子链构象有变化，即与松弛有关。此外，剪切速率的增大使影响流动的缠结点解脱，这也是粘度下降的原因之一。
5、相同分子量情况下，为什么短支链的支化高聚物容易流动，长支链的难于流动？
具有短支链的分子之间距离大，流动阻力小；具有长支链的分子之间缠结过于严重。
高分子流变学
♦假塑性流体：黏度随剪切速率的增加而降低的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中，非牛顿指数n<1
♦膨胀性流体:黏度随剪切速率的增加而升高的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中非牛顿指数n>1
♦宾汉流体:指当所受的剪切应力超过临界剪切应力后，才能变形的流动的流体，亦称塑性流体，其中剪切应力与剪切速率服从τ=τy+ηpγ
♦牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间呈线性关系，表达式为τ=μγ的流体
♦剪切变稀：粘度随剪切速率升高而降低
♦爬杆效应：当金属杆在盛有高分子流体的容器中旋转，熔体沿杆上爬的现象
♦挤出胀大：聚合物熔体挤出圆形截面的毛细管时，挤出物的直径大于毛细管模直径
♦熔体破裂：聚合物熔体在毛细管中流动时，当剪切速率较高时，聚合物表面出现不规则的现象，如竹节状，鲨鱼皮状
♦无管虹吸：当插入聚合物溶液中的玻璃管，提离液面之上时，聚合物溶液继续沿玻璃管流出的现象♦第一法向应力差：高聚物熔体流动时，由于弹性行为，受剪切的作用时，产生法向应力差，其中满足关系式N1=τ11−τ22=φ1∗γ212(N1通常为正值)
♦第二法向应力差：同上，关系式为N2=τ22−τ33=φ2∗γ212(N2通常为负值)
♦本构方程：是一类联系应力张量和应变张量或应变速率张量之间的关系方程，而联系的系数通常是材料的常数。
♦剪切应力：单位面积上的剪切力，τ=FA
♦剪切速率：流体以一定速度沿剪切力方向移动。在黏性阻力和固定壁面阻力的作用力，使相邻液层之间出现速度差,γ=d vdy也可理解成一定间距的液层，在一定时间内的相对移动距离。
高分子材料加工及流变学
高分子材料基础及加工流变学
第一章材料科学概述
材料(Materials)
具有满足指定工作条件下使用要求的形态和物理性状的物质称为材料。
材料化过程(Material Process)
由化学物质或原料转变成适于一定用场的材料，这一转变过程称为材料化过程（材料工艺过程）.
材料是物质，但不是所有物质都可以称为材料。
大多数的物质需通过一定的工艺过程才能转化为材料.
材料可由一种物质或若干种物质构成.
同一种物质,由于制备或加工方法不同,可成为用途不同—不同类型的材料.
材料、能源、信息是当代社会文明和国民经济的三大支柱，是人类社会进步和科学技术发展的物质基础和技术先导。
材料是全球新技术革命的四大标志之一:新材料技术、新能源技术、信息技术、生物技术
未来新一代材料主要表现在：
a. 既是结构材料又具有多种功能的材料；
b. 具有感知、自我调节和反馈等能力的智能型材料
c. 制作和废弃过程中尽可能减少污染的绿色材料；
d. 充分利用自然资源，能循环作用的可再生材料；
e. 少维修或不维修的长寿命材料。
第二章高分子材料的制备反应
结构单元有时也称为单体单元 (Monomer unit)、重复单元 (Repeating unit)、
链节 (Chain element)
n 表示重复单元数，也称为链节数，在此等于聚合度,聚合度（Degree of polymerization）是衡量高分子大小的一个指标
均聚物（Homopolymer）：只含有一种重复单元的聚合物。
共聚物（Copolymer）：含有两种以上重复单元的聚合物。
高分子化合物的基本特征:
高分子流变学总复习
高分子材料流变学可分高分子结构流变学 和高分子加工流变学两大块。
高分子流体是一个泛意上的概念。 包括： 高分子的均相熔体；多相体系熔体；复合体系熔体； 乳液；悬浮液；高分子浓溶液、稀溶液等。 高分子流体流动行为常常取决于下面多种因素：
分子量的大小和分子量的分布； 分子的结构、形状和分子之间的相互作用； 相间的相互作用； 温度和流场的形状； 物理缠结和化学交联等。
F表示分子运动的方式。 为使分子发生平移，各链 段的运动必须互相配合， 所以结构因素F是分子量 的函数。
橡胶弹性的特点
橡胶是轻度交联的聚合物，其流变行为可以用非线性 弹性（也称为橡胶弹性）这一数学模式来描述。 （1）形变量大 橡胶分子的柔性好，它们的玻璃化温度远低于室温，因 此在室温时处于高弹态，链段可以在较大范围内运动，从 而能产生很大的变形，如在拉伸时延伸率可达1000％。
Mooney-Rivlin理论的局限性是它仅适用于平衡的变形， 即f或必须是平衡态时的，不随时间变化 。
橡胶弹性的统计理论
在橡胶弹性中，弹性力的产生主要是熵变化的贡献，也就 是说，在形变(拉伸)过程中，聚合物分子被拉伸定向，由无 规线团的无序结构变为伸展的链结构，即分于的构象发生变 化、分子构象的几率由大变小，即熵减少，因此橡胶弹性也 称为熵弹性。由于熵变远比内能变化小，所以橡胶弹性体的 模量比较小。 对于理想高弹体来说，其弹性是熵弹性，形变时回缩力 仅仅由体系内部熵的变化引起，因此有可能用统计方法计算 体系熵的变化，进而推导出宏观的应力应变关系 。 橡胶弹性的分子理论成功地解释了许多实验现象。但由于在推 导过程中作了许多假设，有些实验结果与理论结果并不一致。
高分子材料成型加工-流变学精简汇总
第二章（第七章）（流变学）
1.静态黏弹性：是指聚合物在静态载荷的作用下表现出的黏弹性行为，典型表现是蠕变和应力松弛
2.蠕变：在一定温度和较小恒定载荷作用下，材料形变随时间增加而逐渐增大的现象
3.应力松弛：在一定温度和应变保持不变作用下，聚合物内部应力随时间逐渐衰减的过程
4.氧指数：（1）越小，越易燃
（2）氧指数在22以下：易燃材料
（3）22-27：难燃材料
（4）27以上：高难燃材料，有自熄性
5．黏弹体：聚合物液体流动时，以黏性形变为主，兼
有弹性形变
6.①层流：熔体流动方向相同，速度方向平行，Re（雷
诺准数）一般<1
②湍流：熔体流动方向不相同（因内部有分子缠结，
熔体有弹性且剪切力过大导致）
③稳定流动：流体状况保持稳定，不随时间变化
④不稳定流动：熔体流动速率、温度、压力等均随
时间变化;（e.g.充模流动）
⑤拉伸流动：质点速度的变化与流体流动方向一致的流动
⑥剪切流动：质点速度仅沿着与流动方向垂直的方向发生变化的流动。
⑦等温流动：流体各处的温度保持不变情况下的流动
⑧非等温流动：流体各处温度呈非等温状态
⑨拖曳流动（属于剪切流动）：对流体不施加压力梯度，靠边界运动产生流动场，由于黏性作用是运动的边界拖着流体跟它一起运动。——电缆包覆
由外界压力产生速度场引起流动——注射成型时内腔流体压力流动
7．牛顿黏度是液体本神的固有属性，依赖于液体分子结
构和温度，与剪切应力和剪切黏度无关
8.非牛顿流体：流动行为不符合牛顿流体定律，即黏度随
剪切应力和剪切速率变化而变化
9．牛顿指数（n）：①n＜1时，假塑性流体
高分子流变学复习要点
弹性记忆效应：材料变形时表现出弹性行为，外力撤消弹性形变恢复，产生形变时存能量，形变恢复时释放能量，称为 湍流减阻效应：少量的高分子物质使管道中高速湍流阻力明显降低的现象。
流变考点大全
名词解释 1.本构方程：又称状态方程，描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程 ，是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关 的力学响应规律的方程.反映流变过程中材料本身的结构特性。
2.等粘度原则：两相高分子熔体或溶液粘度相近，易混合均匀。
3.近似润滑假定：把原来物料在 x — y 平面的二维流动，在一段流道内简化成为只沿 x 方向的一维流动，这种简化假定称为
〜。
4.剪切变稀：相同温度下，高分子液体，在流动过程中粘度随剪切速率增大而降低的现象。
5.表观剪切黏度：表观粘度 n a 定义流动曲线上某一点 T 与Y 的比值
6. Banis 效应：又称口型膨胀效应或挤出胀大现象，是指高分子熔体被迫挤出口模时，挤出物尺寸 化的现象。 d 大于口模尺寸D ,截面形状也发生变
7.粘流活化能：E 定义为分子链流动时用于克服分子间位垒跃迁到临近空穴所需要的最小能量，它表征粘度对温度的依赖性, 粘度对温度的依赖性越强，温度升高，其粘度下降得越多。
E 越大, 8.法向应力差：两个法向应力分量差值在各种分解中始终保持不变，定义法向应力差函数来描写材料弹性形变行为。 9.零切黏度：剪切速率接近于 0时，非牛顿流体对应的粘度值。 10.表观粘度：流动曲线上某点与原点连线的斜率 11.弯流误差：高分子液体流经一个弯形流道时，液体对流道内侧壁和外侧壁的压力，会因法向应力差效应而产生差异。
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判断15分选择20分名词解释15分简述题20分计算题30分
一名词解释
1.假塑性流体：黏度随剪切速率的增加而降低的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中，非牛顿指数n<1
2.膨胀性流体:黏度随剪切速率的增加而升高的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中非牛顿指数n>1
3.宾汉流体:指当所受的剪切应力超过临界剪切应力后，才能变形的流动的流体，亦称塑性流体，其中剪切应力与剪切速率服从τ=τy+ηpγ̇
4.牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间呈线性关系，表达式为τ=μγ̇的流体
5.剪切变稀：粘度随剪切速率升高而降低
6.爬杆效应：当金属杆在盛有高分子流体的容器中旋转，熔体沿杆上爬的现象
7.挤出胀大：聚合物熔体挤出圆形截面的毛细管时，挤出物的直径大于毛细管模直径
8.熔体破裂：聚合物熔体在毛细管中流动时，当剪切速率较高时，聚合物表面出现不规则的现象，如竹节状，鲨鱼皮状
9.无管虹吸：当插入聚合物溶液中的玻璃管，提离液面之上时，聚合物溶液继续沿玻璃管流出的现象
10.第一法向应力差：高聚物熔体流动时，由于弹性行为，受剪切的作用时，产生法向应力差，其中满足关系式N1=τ11−τ22=φ1∗γ̇212(N1通常为正值)
11.第二法向应力差：同上，关系式为N2=τ22−τ33=φ2∗γ̇212 (N2通常为负值)
12.本构方程：是一类联系应力张量和应变张量或应变速率张量之间的关系方程，而联系的系数通常是材料的常数。
13.剪切应力：单位面积上的剪切力，τ=F
A
14.剪切速率：流体以一定速度沿剪切力方向移动。在黏性阻力和固定壁面阻力的作用力，使相邻液层之间出现速度差,γ̇=d v
也可理解成一定间距的液层，在一定时间内的
d y
相对移动距离。
解答题
1. 用分子链缠结的观点解释普适效应
答：当高聚物的相对分子质量超过某临界值后，分子链间存在着相互缠绕点或因范德瓦耳斯力作用形成链间的物理交联点。在分子热运动作用下，这些物理缠结点处于不断解体和重建的动平衡状态。整个高聚物熔体或浓溶液具有不断变化着的拟网状结构。
{ 低剪切速率 分子链的高度缠结剪切速率增大 分子发生构象变化 剪切速率继续增大 结构完全被破坏
分子链缠结的观点：当高聚物的相对分子质量超过某临界值后，分子链间存在着相互缠绕点或因范德瓦尔斯力作用形成链间的物理交联点。在分子热运动作用下，这些物理缠结点处于不断解体和重建的动平衡状态。整个高聚物熔体或浓溶液具有不断变化着的拟网状结构。在低剪切速率下，大分子链的高度缠结，流动阻力很大。由于剪切速率很小，缠结点的破坏等于缠结的形成，粘度能保持恒定的最大值ηo,具有牛顿流体的流动行为.当剪切速率增大时,大分子在剪切作用下发生构象变化.随着剪切速率增大,缠结的解除和破坏增多,而缠结的重建越来越少.大分子链和链段沿着流动方向的取向越来越明显.这样使流动阻力减小,表观粘度ηa 下降,表现了假塑性的剪切变稀的流动特征.当剪切速率继续增大时,在强剪切作用下,大分子的拟网状结构完全被破坏.高分子链沿着剪切方向高度取向排列,流体粘度达到最小值η∞,且有牛顿流体的流动行为.
2. 非牛顿流体划分
剪切流动中非线性流体可归纳为一下三类型：
1）非时间依赖性非牛顿流体 这类流体中任何一点的剪切速率都是该点剪切应力的某种函数，而不依赖于其他因素
2）黏弹流体 这类流体具有固体和液体两者的特性，在形变之后表现为部分弹性回复
3）时间依赖性非牛顿流体 这种流体的剪切应力-剪切速率关系依赖于流体被剪切作用 的时间，这是一种复杂的关系，如触变性和流聚性流体
3. 温度、剪切速率、支化、压力重均、相对分子质量对聚合物熔体黏度的影响
1） 温度的影响 温度升高时，黏度下降越明显 温度↗，黏度↘
2）相对分子质量黏度随之升高而增加相对分子质量↗，黏度↗
3）相对分子质量越大、分子链越长且包含的链段数目越多，进行流动位移越困难
4）剪切速率黏度随剪切速率的增加而下降剪切速率↗，黏度↘
5）支化相对分子质量相同时，分子链是否支化及支链的长度对黏度影响很大短支链，黏度比直链物料的黏度低，长支链则高
6）静压力体积压缩导致流体的黏度增加、流动性降低压力↗，黏度↗
7）压力增加与温度下降对黏度的影响是等效的。
8）添加剂增塑剂，黏度降低润滑剂，改善流动性填料，流动性降低
4.分析毛细血管内飞流顿流体的表观黏度与真实黏度，表观剪切速率γ̇a与真实剪切速
率γ̇R的关系
5.试推导牛顿黏度与表观稠度之间关系
6.绘出简图并推导牛顿流体在圆管道中压力流体流动的速度和流量方程。
1.张量ί表示该应力的作用面，j表示该应力的方向
2.n=1时，牛顿流体；n<1,假塑性流体；n>1,胀塑性流体
3.松弛时间λ=η
G
λE=ηE/E
黏性流动实际形变的时间比高聚物熔体的松弛时间火大很多
弹性变形实际变形的时间比高聚物熔体的松弛时间或小得多
4.法向应力效应是指高聚物熔体的流动，在受剪切力作用时会产生法向应力差
从而呈现一些弹性现象
5. Weissenberg效应非牛顿流体在剪切流动时，被剪切倾斜变形的流动单元具有
弹性恢复力，产生了包轴爬竿现象
6.挤出胀大（巴勒斯效应）定义：充分松弛的挤出物直径d与口模直径之比
7.入口效应：被挤压的高聚物熔体通过一个狭窄的口模，即使口模通道很短，也会有
明显的压力降
8.入口压力降高聚物熔体从大直径料筒进入小直径口模会有能量损失
9.入口修正（贝格里begely方法）总压力降与长径比是线性关系
τR=
∆pR
2(L+eR)
=
∆p
2(L/R+e)
=
∆p−∆p m
2(
L
R)
10.∆P en随剪切速率的增加而升高，与口模长径比无关
11.离模膨胀是挤出口模的模唇间隙设计的依据
12.熔体破裂当挤出速率逐渐增加时，挤出物表面将出现不规则现象，甚至使内在
质量受到破坏，此类现象统称为熔体破裂
13.鲨鱼皮
14.非牛顿指数越小，黏度对剪切速率越敏感。
15.压力作用下高聚物熔体在管道内流动称压力流动或泊肃叶流动
16.牛顿流体在圆管中速度分布为抛物线，非牛顿流体的流速分布为柱塞流动
17.各种类型流体的流动曲线（凡不服从牛顿黏性定律的流体称为非牛顿流体，即流
体的剪切应力和剪切速率之间呈非线性的曲线关系。）