聚合物材料中的流变性能测试分析
流变仪法测定塑料的流变性能实验指导
实验二流变仪法测定塑料熔体的流变性能一、实验目的1.了解转矩流变仪的结构与测定聚合物流变性能的原理。
2.熟悉并掌握在转矩流变仪上测定剪切应力、剪切速率、粘度的方法。
二、实验原理毛细管流变仪是研究聚合物流变性能最常用的仪器之一，具有较宽广的剪切速率范围。
毛细管流变仪还具有多种功能，既可以测定聚合物熔体的剪切应力和剪切速率的关系，又可根据毛细管挤出物的直径和外观及在恒应力下通过改变毛细管的长径比来研究聚合物熔体的弹性和不稳定流动现象。
这些研究为选择聚合物及进行配方设计，预测聚合物加工行为，确定聚合物加工的最佳工艺条件（温度、压力和时间等），设计成型加工设备和模具提供基本数据。
聚合物的流变行为一般属于非牛顿流体，即聚合物熔体的剪切应力与剪切速率之间呈非线性关系。
用毛细管流变仪测试聚合物流变性能的基本原理是：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可压缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为ΔP，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理进行推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力τ和剪切速率γ&与压力、熔体流率的关系。
τ=RΔP/2L γ=4Q/πR3ηa =πR4ΔP/8QL式中R－毛细管半径，cm；L－毛细管长度，cm；ΔP－毛细管两端的压差，Pa；Q－熔体流率，cm3/s；ηa－熔体表观粘度，Pa·s。
在温度和毛细管长径比L/D一定的条件下，测定不同压力ΔP下聚合物熔体通过毛细管的流动速率Q，可计算出相应的τ和γ&，将对应的τ和γ在双对数坐标上绘制τ－γ流动曲线图，即可求得非牛顿指数n和熔体表观粘度ηa。
改变温度和毛细管长径比，可得到代表粘度对温度依赖性的粘流活化能Eη以及离模膨胀比B等表征流变特性的物理参数。
大多数聚合物熔体是属非牛顿流体，在管中流动时具有弹性效应、壁面滑移等特性，且毛细管的长度也是有限的，因此按以上推导测得的结果与毛细管的真实剪切应力和剪切速率有一定的偏差，必要时应进行非牛顿改正和入口改正。
流变性能实验报告(3篇)
第1篇一、实验目的本次实验旨在研究不同条件下聚合物材料的流变性能，包括剪切粘度、剪切速率、离模膨胀效应等，以期为聚合物材料的加工和应用提供理论依据。
二、实验原理流变学是研究物质在外力作用下流动和变形的学科。
聚合物材料在加工过程中，如注塑、挤出等，会受到剪切应力、剪切速率和温度等外界因素的影响，从而表现出不同的流变性能。
本实验通过改变实验条件，研究聚合物材料的流变性能，并分析其影响因素。
三、实验材料与仪器1. 实验材料：聚乙烯（PE）、聚丙烯（PP）、聚氯乙烯（PVC）等聚合物材料。
2. 实验仪器：流变仪、温度控制器、剪切速率控制器、电子天平、烘箱等。
四、实验方法1. 样品制备：将聚合物材料分别加热至熔融状态，然后倒入模具中，制成一定厚度的样品。
2. 实验步骤：（1）将样品放入流变仪的样品盒中，设置实验温度和剪切速率。
（2）启动流变仪，记录剪切应力、剪切速率、温度等数据。
（3）分析数据，研究聚合物材料的流变性能。
五、实验结果与分析1. 剪切粘度与剪切速率的关系实验结果表明，不同聚合物材料的剪切粘度随剪切速率的变化规律不同。
对于PE、PP等聚合物材料，剪切粘度随剪切速率的增加而降低，表现出剪切变稀现象；而对于PVC等聚合物材料，剪切粘度随剪切速率的增加而增加，表现出剪切变稠现象。
2. 离模膨胀效应实验结果表明，聚合物材料的离模膨胀效应与其分子结构和加工条件密切相关。
在相同条件下，PE、PP等聚合物材料的离模膨胀效应较小，而PVC等聚合物材料的离模膨胀效应较大。
3. 温度对流变性能的影响实验结果表明，温度对聚合物材料的流变性能有显著影响。
随着温度的升高，聚合物材料的剪切粘度降低，离模膨胀效应增大。
六、结论1. 不同聚合物材料的流变性能与其分子结构和加工条件密切相关。
2. 剪切速率、温度等因素对聚合物材料的流变性能有显著影响。
3. 了解聚合物材料的流变性能有助于优化加工工艺，提高产品质量。
七、实验注意事项1. 实验过程中应注意安全操作，避免发生意外事故。
流变性能测试资料
in phase with strain
in phase with strain rate
t
0
0
cos 0
sint
0
sin
0
cost
G' (elastic）
G（" viscous）
动态模量
G’ 为弹性模量，又称为储能模量，代表材 料的弹性； G” 为黏性模量，又称为损耗模量，代表材 料的黏性。 损耗模量对储能模量的比值称为损耗因子 或损耗角正切，即
对材料施加一个正弦形变刺激
(t) 0 sint
其中式中 0 为振幅， 为频率
如果该振幅位于材料的线性黏弹区内，那 么响应的应力也是正弦的，可以写为
t 0 sint
小振幅振荡剪切的数学处理
t 0 sint
0 sintcos 0 costsin
0 cos sint 0sin cost
振荡（动态）测试
时间扫描
测试过程中固定温度、频率和线性黏弹区的应 变或应力的振幅，记录动态模量随时间的变化。 时间扫描主要用于交联（固化）、降解等过程 的表征，。
Time
Strain
蠕变与回复
蠕变与回复就是先对样品施加一段时间的 一阶跃应力然后撤去，记录应变（或柔量） 对时间的变化。
time
stress
平行板夹具的主要缺点是夹具间流场不均 匀的，即剪切速率沿着径向方向线性变化。
旋转流变测试模式
旋转（流动）测试
稳态速率扫描—流动曲线获取
阶梯式地施加不同的剪切速率，记录达到稳态 时的剪切应力和黏度。
time
shear rate
旋转（流动）测试
速率斜坡（瞬态测试）—触变性测试
聚合物流变学流变性能测定
1 n
3 n 1 n
p L
1 n
当n=1,K=
,即返回上面计算得到的牛顿流体的体积流速。
p.R 这样，幂律流体在管壁上的切变速度有：r w 2 kL
1、基本构造 核心部分是一套毛细管，具有不 同的长径比（通常L/D=10/1，20/1， 30/1，40/1等），料筒周围是恒温加 热套,内有电热丝。料筒内物料的上部 为液压驱动的活塞，物料经加热变为 熔体后，在柱塞压作用下，强迫从毛 细管挤出，由此测量物料的粘弹性。 根据测量原理的不同，毛细管流变 仪分为恒速型和恒压型两类，恒速型 仪器预置柱塞下压速度为恒定，待测 定的量为毛细管两端压差，恒压型仪 器预置柱塞前进压力为恒定，待测量 为物料的挤出速度即流量。
4.1引言
4.1.1 流变测量的目的： （1）物料的流变学表征。 为材料设计、配方设计、工艺设计提供基础数据。 （2）工程的流变学研究和设计。 借助流变测量研究聚合反应工程、高分子加工工程及 加工设备与模具设计制造中的流场及温度场分布，确定工 艺参数，研究极限流动条件及其与工艺过程关系，为完成 设备与模具CAD设计提供可靠的定量依据。 （3）检验和指导流变本构方程理论的发展。 通过流变测量，获得材料真实的粘弹性变化规律及与 材料结构参数间的内在联系，检验本构方程的优劣。
对于粘弹性流体，进入毛细管时，存在一个很大 的入口压力损失，相对而言，出口压力降比入口 压力降小得多，所以暂不考虑出口压力降的影响。
p pent pmao pexit
入口校正原理: 由于实际切应力的减小与毛细管有效长度的 延长是等价的，所以可将假想的一段管长eR加到 实际的毛细管长度L上，用L+eR作为毛细管的总 长度,其中e为入口修正系数，R为毛细管的半径。 p 用 L e.R 作为均匀的压力梯度，来补偿入口管压 力的较大下降。这样，校正后管壁的切应力：
材料流变性能的分析与优化
材料流变性能的分析与优化引言：材料流变性能是指材料在外力作用下的变形过程中的各种力学性能表现，是材料设计和加工过程中不可忽视的重要因素。
优化材料流变性能对于改善材料的使用效率、延长材料寿命以及提高产品质量都具有重要意义。
本文将探讨材料流变性能的分析与优化。
一、材料流变性能的分析1.1 流变性能的概念与分类流变性能是材料在受力过程中所表现出的各种性质和行为，包括应力-应变关系、变形特性、流变硬化等。
根据材料的性质和行为的不同，流变性能可分为弹性性能、塑性性能和黏弹性性能等。
1.2 流变学的基本原理流变学研究的是材料在外力作用下的变形规律和材料固态与液态之间的转变过程。
通过建立合适的数学模型，揭示流变行为背后的力学机制和物理本质，可以实现材料流变性能的精确分析。
1.3 流变性能参数的测试与评估方法常见的流变性能参数包括粘度、应变硬化指数、弹性系数等。
这些参数可以通过实验室测试和数学模型计算等方式得到。
目前，常用的测试方法有剪切试验、拉伸试验、扭转试验等。
二、材料流变性能的优化2.1 材料配方的优化材料的配方是影响其流变性能的重要因素之一。
通过调节材料成分和添加适量的增强剂或改性剂，可以改善材料的流变性能。
例如，在聚合物材料中添加纳米填料可以增加其强度和刚性，提高材料的塑性性能。
2.2 加工工艺的优化材料的流变性能与加工工艺密切相关。
选择合适的加工方法和参数，如温度、压力和速度等，能够有效地控制材料的流变行为。
例如，在金属加工中，通过合理的热处理和变形加工过程，可以优化金属的塑性性能。
2.3 材料微观结构的优化材料的流变性能与其微观结构之间存在着密切的关系。
微观结构的调控可以通过改变材料的晶粒尺寸、晶粒形状、相间分布和晶界取向等方式实现。
通过精确地控制材料的微观结构，可以达到优化材料流变性能的目的。
结论：优化材料流变性能是提高材料综合性能的关键之一。
通过对材料流变性能的分析，我们可以深入了解材料的力学行为和性质，并通过合理的优化方法来提升材料的流变性能。
cmt流变实验报告
流变性能实验一、实验目的1.了解测定聚合物流变性能的原理；2.掌握测定流变性能的方法。
二、实验原理高分子材料所具有的优越性能，使其在许多领域都得到了广泛的应用。
绝大多数高分子材料的加工成型都要经过流动和变形过程。
由于高分子本身所具有的特点，其流变行为要比小分子复杂得多，不仅取决于温度，压力，海域剪切速率，摩尔质量，分子结构和各种添加剂的浓度有关，此外还表现弹性，法向力和明显的拉伸粘度。
流变仪（rheometer）用于测定聚合物熔体，聚合物溶液、悬浮液、乳液、涂料、油墨和食品等流变性质的仪器。
流变学测量是观察高分子材料内部结构的窗口，通过高分子材料，诸如塑料、橡胶、树脂中不同尺度分子链的响应，可以表征高分子材料的分子量和分子量分布，能快速、简便、有效地进行原材料、中间产品和最终产品的质量检测和质量控制。
聚合物流变行为的多样性和多元性、聚合物形态对温度和时间的依赖性，是两个表现特性。
聚合物分子结构构象的复杂性是这些特性表现的根本原因。
测定高分子材料流变行为的仪器称为流变仪。
有些仪器只能简单的测定粘度等参数，故又称粘度计。
高聚物流体粘度的测定常使用旋转式粘度仪进行。
其原理是通过测量仪没入液体中转子的旋转扭矩来得出粘度的数据。
转子通过降准弹簧由动力驱动系统来转动；弹簧的扰度通过指针和刻度盘来确定。
该仪器的最主要的部件就是校准弹簧，一段与中央轴相连，另一端与表盘相连，表盘通过传递方式有动力同驱动，反过来通过校准弹簧来驱动中扬轴。
指针域中央周洋连，产生旋转角度，对应一定的刻度。
对既定的粘度粘性阻力火抗流动的性质，它与转子的转速成一定比率，而且与转子的大小及形状有关，阻力会随着转子的尺寸或转速提高而提高。
对于给径大小的转子和速度，黏度会随着弹簧的挠度升高而升高。
同一转子在不同转速下主要用于测量和检测液体的流变性质。
三、实验步骤开机过程：1.确保主机和空气压缩机、循环冷却水连接无误；2.打开空气压缩机，等待输出压力上升到4~6 bar；3.打开循环水电源，待水温显示正常后打开制冷，不打开循环；4.打开计算机和流变仪，等待流变仪自检完成；5.选择并连接合适的加热炉后，打开冷却水循环开关；6.打开计算机客户端软件，首先点击初始化按钮；7.选择合适转子，在室温下调零；8.设定程序，进行实验。
疏水缔合聚合物APP4流变性能实验研究
［ 者 简 介］孙 全 力 （ ９６ ） 硕 士 ， 师 ， 究 方 向 ： 气 田 开 发 工 程 ，Ｅｍａｌｓｎ ｌ ｄ ｔｅｕ ｃ 。 作 １７一 ， 讲 研 油 — ｉ ｕ ｑ＠ｃ ｕ．ｄ ．ｎ ：
第 １期
４５ ０ ０ ４０ ０ ０ ３０ ５０ ３０ ００
孙全 力 等 ： 水缔合 聚 合物 ＡＰ ４流 变性 能实验 研 究 疏 Ｐ
第３卷 第 １ ９ 期
２１ ０ ２年 ２月
成都 理工大 学学 报 （ 自然科 学版 ）
Ｊ ＵＲ ＬＯ Ｈ Ｎ Ｄ ＩＥ ＳＴ ＦＴ Ｃ Ｏ Ｏ Ｙ（ｃ ｎｅ＆Ｔ ｃｎｌｇ ｄ ｉ ） Ｏ ＮＡ ＦＣ Ｅ Ｇ Ｕ ＵＮＶ Ｒ Ｉ ＹＯ Ｅ ＨＮ Ｌ Ｇ Ｓｉ ｃ ｅ ｅｈｏ ｙＥ ｉ ｎ ｏ ｔ ｏ
结构性能。
［ 键 词 ］疏 水缔 合 聚 合 物 ； 变 性 ； 变 回复 关 流 蠕
［ 类 号 ］ＴＥ ９ 分 ３ ［ 献 标 志 码 ］Ａ 文
疏水缔 合 聚合物是 在 高分子链 段上 引入 微量 的疏 水基 团 ， 水 溶 液 中疏 水 基 团相 互 缔 合容 易 在 形成 空 间网状 结构具 有较 高 的黏 度 ； 同时 ， 由于这 种缔 合作 用是 物 理交 联 具 有 可逆 性 ， 液 剪 切稀 溶
释及 剪切恢 复 性能强 ， 因此 ， 聚合物 在油 田具有 该 广泛 的运 用 。聚 合 物流 变 性 能 的研 究 ， 助 于 了 有
切 稀释性 、 力扫描 、 变一 应 蠕 回复 曲线研 究 ， 定缔 确 合 型 聚合物 ＡＰ ４的流变 性参 数 。 Ｐ
２ 实 验 结 果与 讨 论
２ １ 缔 合 型 聚 合 物 剪 切 流 变 性 能 ．
为 了既反 映高速剪 切速率 下流 体剪切 稀释性
丙烯酸(酯)类聚合物在化妆品中的流变性能研究
65上海理鸿化工科技有限公司，上海 201108…………………………………………………………崔 彬丙烯酸（酯）类聚合物在化妆品中的流变性能研究流变学是研究物质流动与形变的科学，是产品加工制备的基础科学，也是认识产品结构与性能的基础研究方法之一。
主要对一种化妆品中使用的丙烯酸 （酯）类 （烷基疏水改性）聚合物作基础性的流变学应用研究，从而明确原料在化妆品中使用时的流变性能；并通过聚合物在化妆品中的流变性能研究，发现一种有效表征化妆品体系屈服值的方法。
化妆品 丙烯酸 （酯）类聚合物 流变 屈服值Study on Rheological Properties of Acrylic Copolymer in Cosmetics CUI Bin(Shanghai Lihong Chemical Technology Co., Ltd., Shanghai 201108, China)Abstract ：Rheology is the science of material flow and deformation studying, the basic science of product producing and preparation, and one of the basic research methods to understand product structure and performance. The basic rheological application of acrylic polymers used in cosmetics was mainly studied in this paper to clarify the rheological properties of raw materials used in cosmetics. Also, a method to effectively characterize the yield value of cosmetic systems was found.Keywords ：cosmetic acrylic copolymer rheology yield value作者简介崔彬 （1984— ），男，硕士，工程师，研发总监，主要研究方向：化妆品配方技术研发及生产。
聚合物流变性能测试
聚合物流变性能测试一、实验目的1、熟悉和了解RHEOGRAPH25型流变仪的工作原理及操作方法。
2、掌握将计算机输出流动曲线（σ-γ曲线）转换为其他形式流动曲线（lg σ-lgγ）、（lg η-lgγ）的方法。
3、掌握非牛顿指数n的计算方法。
4、掌握利用Arrhenius方程计算粘流活化能Eη的方法。
二、RHEOGRAPH25型流变仪工作原理毛细管流变仪是目前发展得最成熟、应用最广的流变测量仪之一，其主要优点在于操作简单，测量准确，测量范围宽(剪切速率γ：10-2～105s-1 )。
毛细管流变仪测试聚合物流变性能基本原理：在一个无限长的圆形毛细管中，聚合物熔体在管中的流动是一种不可收缩的粘性流体的稳定层流流动，毛细管两端分压力差为△P，由于流体具有粘性，它必然受到自管体与流动方向相反的作用力，根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力σ和剪切速率γ与压力、熔体流率的关系。
仪器通过自身软件计算出高聚物的表观粘度，并得到相应的剪切速率和剪切应力，表观粘度的关系曲线图。
三、实验仪器及材料仪器：德国高特福RH25型毛细管流变仪、毛细管口模，长径比30：1，5：0.5，5：0.3；、活塞、转矩扳手、耐温润滑油、耐温手套、纯棉清洁布。
原料：PE、PP四、实验内容测定聚乙烯、聚丙烯树脂不同温度下流变性能，具体如下第一组：PE，170℃，175℃，180℃，185℃。
第二组：PE，185℃，190℃，195℃，200℃。
第三组：PP，190℃，195℃，200℃，205℃。
第四组：PP，205℃，210℃，215℃，220℃。
五、操作步骤1、开机打开仪器，电脑，等候约一分钟，待初始化结束后，显示屏出现“Reference drive”；2) 点击“Reference drive”进入操作界面。
2、程序设定包括测试温度、熔融时间、活塞速度、毛细管的尺寸选择等参数的设置，3、测试膛升温编辑测试程序后，点击“parameter send”，开始升温，待温度达到测试温度并恒温10-15分钟；4、毛细管安装安装毛细管过程中，毛细管上的销钉必须在上方，安装时四个固定螺丝加抗磨糊后拧紧，再退回2圈，等候5-10分钟后再用扭矩扳手拧紧，扭矩扳手扭矩值设定为60N·m，PVT测试时设定为80 N.m；5、压力传感器安装选择合适的压力传感器，涂抹抗磨糊后小心插入压力传感器孔，用扳手拧紧后再退回2圈，等候5-10分钟待温度均匀后再拧紧，插上连接线；6、校准零点当插接上力传感器连接线时，仪器显示屏会自动弹出校准界面，进行传感器零点校准，或者点击“service”—“calibrate” 进行校准；7、加料加料时尽量捣实，以免出现气泡，加至料桶上方斜面下方1cm处，放上活塞杆，关闭防护门；8、测试点击软件中“start test”，此时仪器显示屏中的“test”键变绿，点击, 测试开始，仪器自动采点并绘出σ-γ曲线，采点完毕重新设定测试程序，进行下一温度点测试。
流变性能测试
固体扭摆
低黏到高黏流体
水
低黏到高黏流体 低黏流体到软固体
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固体
钢
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同轴圆筒
当内、外筒间隙很小时，同轴圆筒间产生 的流动可以近似为简单剪切流动，因此， 同轴圆筒是测量中、低黏度均匀流体黏度 的最佳选择，但它不适用于聚合物熔体、 糊剂和含有大颗粒的悬浮液。
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19
锥板
锥板是黏弹性流体流变学测量中使用最多 的夹具，其优点主要在于剪切速率没有径 向依赖，即整个测试流场内恒定。
测量流变性能的仪器有毛细管流变仪、旋 转流变仪和拉伸流变仪等。
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旋转流变测量原理之简单剪切
简单剪切变形—测黏流动
在两个无限大的平行板之间充满液体，其中一 板固定，另一板平行移动，流体在曳引作用下 流动
/
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旋转流变测量原理之小振幅振荡剪切
一板固定，另一板来回运动，两板间的流 体发生振荡剪切变形。
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4
爬杆与Weissenberg效应
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5
挤出胀大与Barus效应
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6
无管虹吸
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7
流变学—研究物质流动和变形 的科学
“万物皆流，万物皆变。” “The mountains flowed before the
Lord.”
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8
测量流变性能的仪器
实时形变
t0si n t)(
应变振幅 0 a/b
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11
小振幅振荡剪切的数学处理
对材料施加一个正弦形变刺激
(t)0si n t
其中式中 0 为振幅， 为频率
不饱和聚酯的流变性能如何测试
不饱和聚酯的流变性能如何测试不饱和聚酯是一种常见的聚合物材料，其在工业、建筑、汽车等领域中得到广泛应用。
不饱和聚酯的流变性能对其使用性能和耐久性有重要影响，因此需要进行相应的测试和研究。
一、不饱和聚酯的流变性能不饱和聚酯是指在树脂中加入不饱和单体（如乙烯基苯等）和交联剂（如双羰基化合物等）进行聚合反应得到的一种聚合物。
不饱和聚酯具有良好的成型性和涂装性能，因此广泛应用于制造复合材料、FRP、建筑材料、汽车外壳等领域。
不饱和聚酯的流变性能主要包括粘度、流动性、弹性模量、屈服强度等参数。
其中，粘度是指不饱和聚酯在一定条件下的黏度值，通常使用旋转黏度计测试。
流动性是指不饱和聚酯在一定条件下的流动性能，通常使用流变仪测试。
弹性模量是指不饱和聚酯在受力下的应变与应力的比值，属于材料的弹性机械性能之一。
屈服强度是指不饱和聚酯在受力下达到屈服的最大强度。
二、不饱和聚酯的流变性能测试方法1. 旋转黏度法旋转黏度法是一种常用的粘度测试方法，可用于测定不饱和聚酯的粘度值。
该方法使用旋转黏度计，将待测样品置于旋转锥或圆柱中，通过测量旋转锥或圆柱受到的扭矩和转速的比值得到粘度值。
旋转黏度法的优点是简单易行，精度高，能够测量多种不同粘度范围的样品。
但是，该方法需要待测样品具有一定的流动性，且需要较长时间的等温静置，所以不适用于测量高粘度和非牛顿流体。
2. 流变仪法流变仪法是一种流动性测试方法，可用于测定不饱和聚酯的流变性能。
该方法使用流变仪，通过施加旋转或振荡等外力，测量材料产生的应力响应和变形响应，从而得到流变性能参数。
流变仪法的优点是能够测量大范围的流动性，能够测量非牛顿流体和高粘度样品。
此外，流变仪法还能够测量不饱和聚酯的弹性模量、屈服强度等参数，从而全面了解材料力学性能。
3. 其他测试方法此外，还有其他测试方法可用于测定不饱和聚酯的流变性能，如拉伸、剪切、压缩等力学性能测试。
这些测试方法能够对不饱和聚酯的机械性能进行全面评估，从而为材料设计和工程应用提供重要参考。
聚合物挤出中的流变学
聚合物挤出中的流变学——PPXCL 刘晓君1.0流变学流变学是研究材料变形和流动的科学。
希腊语中流变学被表示为"Panta Rei "，意思是：“所有物体的流动”。
事实上只要给予足够的时间，所有材料都能够流动。
有趣的是，挤出、注射成型和吹塑成型等过程中的聚合物材料的流动时间都在一个相同的数量级上。
在一个非常短的加工时间里，聚合物的表现象是固体，而从较长的加工过程来看，聚合物的行为则像是液体。
这种双重特性（液态-固态）称为粘弹性。
1.1粘度和融体流动指数粘度是最重要的流动特性，它表示流动的阻力，严格的说，是剪切的阻力。
假如将流体设想为一些运动的薄片，如图1.1，我们可以定义粘度为剪切应力和剪切速率的比值。
图1.1 简单的剪切流体γτνη===h A F //剪切速率剪切应力 （1.1） η : Pa *SF: 压力A: 面积ν: 速度h: 距离τ: Pa=(N/㎡)γ: S -1希腊字母τ (tau) 和 γ(gamma dot) 按惯例分别表示剪切压力和剪切速率, 流体在圆形管道或者两个金属平面间流动，剪切应力从中心轴的零到管壁最大值之间呈线性的改变；而剪切速率则呈非线性改变。
对两个金属平面之间的流体，速率剖面最大值在堆成平面，管壁处为零，如图1.2。
在SI 中，粘度的单位是Pa*S 。
在进入SI 之前，经常用Poise 作为粘度的单位(1 Pa ⋅s = 10 poise). 这里有一些其它有用的转换：1 Pa ⋅s = 1.45*10-4lb f s/in2 = 0.67197 lb m /s ft = 2.0886*10-2lb f s/ft 2水的粘度是10-3 Pa ⋅s 当最多的聚合体在挤出状态下融化可能会从102Pa ⋅s 到105Pa ⋅s 之间改变。
剪切应力的标准单位用Pa = (N/m 2) 或者 psi (英镑 (lb f ) /平方英寸) 表示，剪切速率单位为：s –1聚合物流体一个值得注意的特性就是他们的剪切变稀特性（也就是大家知道的假塑性）。
聚合物的流变性能分析
第四节聚合物的流变性能一概述注塑中把聚合物材料加热到熔融状态下进行加工。
这时可把熔体看成连续介质，在机器某些部位上，如螺杆，料筒，喷嘴及模腔流道中形成流场。
在流场中熔体受到应力，时间，温度的联合作用发生形变或流动。
这样聚合物熔体的流动就和机器某些几何参数和工艺参数发生密切的联系。
处于层流状态下的聚合物熔体，依本身的分子结构和加工条件可分近似牛顿型和非牛顿型流体它们的流变特性暂不予祥细介绍。
1 关于流变性能（1）剪切速率，剪切应力对粘度的影响通常，剪切应力随剪切速率提高而增加，而粘度却随剪切速率或剪切应力的增加而下降。
剪切粘度对剪切速率的依赖性越强，粘度随剪切速率的提高而讯速降低，这种聚合物称作剪性聚合物，这种剪切变稀的现象是聚合物固有的特征，但不同聚合物剪切变稀程度是不同的，了解这一点对注塑有重要意义。
（2）离模膨胀效应当聚合物熔体离开流道口时，熔体流的直径，大于流道出口的直径，这种现象称为离模膨胀效应。
普遍认为这是由聚合物的粘弹效应所引起的膨胀效应，粘弹效应要影响膨胀比的大小，温度，剪切速率和流道几何形状等都能影响熔体的膨胀效应。
所以膨胀效应是熔体流动过程中的弹性反映，这种行为与大分子沿流动方向的剪切应力作用和垂直于流动方向的法向应力作用有关。
在纯剪切流动中法向效应是较小的。
粘弹性熔体的法向效应越大则离模膨胀效应越明显。
流道的影响；假如流道长度很短，离模效应将受到入口效应的影响。
这是因为进入浇口段的熔体要收剑流动，流动正处在速度重新分布的不稳定时期，如果浇口段很短，熔体料流会很快地出口，剪切应力的作用会突然消失，速度梯度也要消除，大分子发生蜷曲，产生弹性恢复，这会使离模膨胀效应加剧。
如果流道足够长，则弹性应变能有足够的时间进行弹性松驰。
这时影响离模膨胀效应的主要原因是稳定流动时的剪切弹性和法向效应的作用。
（3）剪切速率对不稳定流动的影响剪切速率有三个流变区：低剪切速率区，在低剪切速率下被破坏的高分子链缠结能来得及恢复，所以表现出粘度不变的牛顿特性。
聚合物材料测试方法
1、简单拉伸 ——材料受到一对垂直于材料截面、大 小相等、方向相反并在同一直线上的外力作用
拉伸应变：
ε=L-Lo/Lo=ΔL/Lo 也称为伸长率，无量纲。
拉伸应力：
σ= F/Ao Ao是材料的起始截面积； 应力的单位是 N/m2，称 为“帕斯卡”。
F
A0
A
l0 l
Dl
F
简单拉伸示意图 10
2. 简单剪切 ——材料受到与截面平行、大小相等、 方向相反，但不在一条直线上的两个外力作用，使 材料发生偏斜。其偏斜角的正切值定义为剪切应变。
机械式拉伸试验机——历史悠久，使用简单，价 格低廉。但加载速度不稳，测量精度较差，不具 有数据记录和处理功能。
电子式拉伸试验机——结构简单，用途单一，数 据处理能力有限，控制测量精度也相对较低，但 价格很低廉。
电子万能材料试验机——试验量程和拉伸速度可
调，控制精度和控制范围很高很宽。可按需要增
弯曲试验测定的力学性能 弯曲强度、弯曲弹性模量
弯曲试验所适用的聚合物材料 热塑性塑料和热固性塑料
弯曲试验对试样的要求 矩形试样
31
试样形状和尺寸
d
试样 大试样 小试样 板材
l0/2
l0/2
长度（L） 120 55
10×d
宽度（b） 15 6 15
b
厚度（d） 10 4 d
板材试样厚度为1~10mm时，以原厚为试样厚度； 厚度大于10mm时，应从一面加工成10mm。
断裂强度——拉伸试样断裂时所对应的拉伸应力 屈服强度——在拉伸应力-应变曲线上屈服点处的
拉伸应力 定伸强度——应力-应变曲线偏离直线后达规定应
变百分数时的拉伸应力 断裂伸长率——试样断裂时标线间距离增加量与
聚丙烯剪切流变测试与分析
重 要 。
高压毛 细管流变 仪， ＲＨＥ ） ＡＰ ０ ０ （ＧＲ Ｈ６ Ｏ
型， 口模 直 径 １ｍｍ ， 径 比 为 ３ ／ ， 国 Ｇｏｔ 长 ０１德 ｔ－
现 代 塑 料 加 工 应 用
２０ １０ 年 第 ２２卷 第 ２期
・ ５３ ・
Ｍ （ ＤＥＲＮ ） ＰＬＡｓ Ｉ ＣＳ ＰＲＯＣＥＳＳ ＮＧ ｒＩ 、 １ ＡＮＤ ＰＬＩ ＡＰ ＣＡＴＩ ＯＮＳ
聚 丙 烯 剪 切 流 变 测 试 与 分 析
王 松 杰 张 晓 黎 申长 雨 郑 国强
Ａｂ ｔａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｔ ｈｅ ｒ ｏ ｏｇ ｃ ｌｂｅ ｖ ｏ ｌ ｒ ｐｙ ｅ ｅ ｗ ａ ｅ ｔ ｄ ｂｙ ｈｉ ｒ ｓ ｕｒ ａ ｉ— ｈｅ ｌ ｉａ ｈａ ｉ ｒ ｏｆｐｏ ｙｐ ｏ ｌ ｎ ｓ ｔ ｓ ｅ ｇｈ ｐ ｅ ｓ ｅ ｃ ｐ ｌ ｌｒ ｈ ｏ ｅ ｅ ｔｄｉｆ ｒ ｎ ｅ ｐｅ ａ ｕ ｅ ｎｄ ｓ ａ ａ ｅ ． Ｔｈｅ ｒ ｓ ｌｓ ｓ ｗ ｈａ ｈ ｏｌ ｐｒ — ａ ｙ ｒ ｅ ｍ ｔ ｒ ａ ｆｅ ｅ ｔｔ ｍ ｒ ｔ ｒ ｓ ａ ｈｅ ｒｒ ｔ ｓ ｅ ｕ ｔ ｈｏ ｔ ｔｔ ｅ ｐ ｙ ｏ ｐ ｅ ｅ ｔｉ ｙ ｃ ｌｓ ｅ ｒ ｔ ｉ ｉ ｎｄ ｎ — ｅ ｔ ｎｉｎ ｆｕ ｄ。Ｔ ｈ ｓ ｏｕ ｃ ｉ ａ ｉ ｎｅ ｇ ｙｌｎｅ ｍ ｌ ｓ ｔ ｐｉａ ｈ ａ — ｈ ｎｎ ｎｇ ａ ｏｎ Ｎ ｗ ｏ ａ ｌ ｉ ｅ ｖｉｃ ｓ ａ ｔｖ ｔｏｎ ｅ ｒ ｙ ｉ ｅ ｌ ｗ ｅ ｎ ｔ ｅ ｔ ｍ ｐ ｒ ｔ ｒ ａ ｅ， Ｔｈｅ ｓ ｎ ｉｉ ｉｙ ｏ ｅ ｔｖ ｓ ｏ ｉｙ ｉ ｏ ｔ ｅ ｐｅ ａ ｓ ａ ｆ ｗ ｏ ｒ ｉ ｈ ｅ ｅ ａ ｕ ｅ ｒ ｎｇ ｅ ｓ ｔｖ ｔ ｆ ｍ ｌ ｉ ｃ ｓ ｔ ｓ ｌ ｗ ｏ ｔ ｍ ｒ—
聚合物检测方法
聚合物检测方法
1. 光谱分析：包括红外光谱（IR）、紫外可见光谱（UV-Vis）、核磁共振光谱（NMR）等。
这些方法可用于确定聚合物的化学结构、官能团、化学键等信息。
2. 分子量测定：通过凝胶渗透色谱（GPC）或质谱法（MS）等技术，可以测定聚合物的分子量分布、平均分子量和分子量分布宽度等参数。
3. 热分析：热重分析（TGA）、差示扫描量热法（DSC）等热分析技术可用于研究聚合物的热稳定性、熔点、玻璃化转变温度、热分解等特性。
4. 显微镜观察：使用光学显微镜或电子显微镜可以观察聚合物的形态、晶体结构、相分离等微观结构信息。
5. 力学性能测试：包括拉伸试验、弯曲试验、冲击试验等，用于评估聚合物的力学强度、韧性、弹性等性能。
6. 元素分析：通过元素分析仪可以测定聚合物中各元素的含量，例如碳、氢、氧、氮等元素的比例。
7. 流变性能测试：使用流变仪可以测量聚合物的黏度、弹性、熔体流动等流变学特性。
8. 老化试验：进行加速老化或自然老化试验，以评估聚合物在长期使用或暴露条件下的稳定性和耐久性。
这些方法可以单独或结合使用，根据具体的需求和应用选择合适的检测方法。
聚合物检测有助于评估材料的质量、性能和可靠性，对于材料科学研究、产品开发和质量控制具有重要意义。
聚合物微球调剖剂流变性实验研究
聚合物微球调剖剂流变性实验研究
流变性能是指材料在外力作用下的变形特性和流动行为，是评价聚合
物微球在调剖剂中的可用性的重要指标之一、实验方法可采用旋转粘度计、球磨机和流变仪等设备。
首先，在旋转粘度计中进行实验。
将聚合物微球样品放置在旋转粘度
计中，以一定速度转动，并测量材料的剪切应力和剪切速率。
根据剪切应
力和剪切速率的关系，可以计算出材料的剪切粘度。
通过改变转速和温度
等实验条件，可以获得不同剪切速率下的剪切粘度数据，从而分析聚合物
微球的流变性能。
其次，利用球磨机对聚合物微球样品进行球磨实验。
将样品放入球磨
机中，设置一定的球磨时间和速度，观察材料的流变行为变化。
通过测量
球磨后的粒径分布、表面形貌和流变特性等参数，可以了解聚合物微球的
破碎和凝聚情况，进而判断其流变性能。
最后，采用流变仪对聚合物微球进行流变性实验。
将样品放入流变仪
的测量系统中，设置一定的剪切速率和剪切应力，测量材料的应力-应变
关系。
通过分析应力-应变曲线的斜率和变形方式等参数，可以评估聚合
物微球样品的流变性能，如剪切稳定性和剪切变形能力等。
在实验过程中，需要注意控制实验条件的一致性和重复性，保证实验
结果的可靠性和可重复性。
同时，需要对不同实验条件下的样品进行对比
分析，以探究聚合物微球的流变性能与实验条件之间的关系。
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聚合物材料中的流变性能测试分析
在聚合物材料的开发、制造和应用过程中，流变性能测试是一个重要的环节，
其能够有效地评估材料的变形行为、力学性能以及应用性能。
因此，了解聚合物材料中的流变性能及其测试分析方法，对于提高聚合物材料的应用性能、推动聚合物材料的研究和应用具有重要的意义。
一、聚合物材料的流变性能
聚合物材料是指一类具有高分子结构的材料，其分子量通常高于10万，这种
材料的性能是由其分子结构决定的。
在应用场合中，聚合物材料的性能会随着其形状、尺寸和应力状态的变化而发生变化。
因此，聚合物材料的流变性能对于其应用性能的评估和控制具有重要的作用。
聚合物材料的流变性能包括了黏弹性、塑性和蠕变等性质。
黏弹性是指聚合物
材料在受到一定应力时的变形能力，即材料随时间的变形量。
塑性是指聚合物材料在受到应力时，随着应力的增加发生的可塑性变形。
蠕变是指聚合物材料在受到恒定应力时，材料随时间的收缩变形。
二、聚合物材料的流变性能测试
聚合物材料的流变性能测试是利用流变仪对聚合物材料进行测试，主要包括剪
切模量、黏性、塑性和流量指数等参数的测试。
其测试过程是将样品装入流变仪的测量室中，然后通过引入规定的变形应力，来测定聚合物材料在规定的应力范围和频率下的流变性能。
流变仪是一种专门用于测量材料流变性质的仪器。
其主要原理是利用试样在测
量室中应变或位移的变化来计算材料在不同应力下的黏弹性、塑性、蠕变等性质。
流变仪可以通过调节控制板的参数，来控制样品的速度、应力、频率和温度等参数，从而实现对材料流变性质的测试和分析。
三、聚合物材料流变性能测试分析
1.剪切模量测试分析
剪切模量是衡量材料刚度和变形能力的重要参数。
聚合物材料的剪切模量随着应力的增加而增加，因此，其在应用过程中往往需要具有一定的刚度和力学性能。
流变仪可以通过调节控制板的参数，来测定样品在不同应力下的剪切模量。
2.黏性测试分析
黏性是衡量材料流体性质的重要参数。
聚合物材料的黏性随着应力的增加而减小，因此其应用过程中不易出现黏滞和流动离散等情况。
流变仪可以通过调节控制板的参数，来测定样品在不同应力下的黏性。
3.塑性测试分析
塑性是衡量聚合物材料可塑性的重要参数。
聚合物材料的塑性随着应力的增加而减小，因此其应用过程中往往需要具有一定的刚性和塑性。
流变仪可以通过调节控制板的参数，来测定样品在不同应力下的塑性。
4.流量指数测试分析
流量指数是衡量聚合物材料流动性能的重要参数。
聚合物材料的流量指数随着温度的升高和应力的降低而增加，因此其应用范围受到一定的限制。
流变仪可以通过调节控制板的参数，来测定样品在不同温度和应力下的流量指数。
五、结论
流变性能测试是聚合物材料研究和应用过程中不可缺少的环节，其能够有效地评估材料的变形行为、力学性能以及应用性能。
在聚合物材料流变性能测试中，剪切模量、黏性、塑性和流量指数等参数是重要的测试指标。
只有深入了解聚合物材料的流变性能及其测试方法，才能够更好地利用聚合物材料，提高聚合物材料的应用性能和推动聚合物材料的研究和应用。