第四章聚合物流体的流变性
合集下载
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
2018/12/11
剪切流动按其流动的边界条件可分为拖曳流动和压力流动
由边界的运动而产生的流动，如运转滚筒表面 对流体的剪切摩擦而产生流动，即为拖曳流动。 而边界固定，由外压力作用于流体而产生的流动， 称为压力流动。
例如
聚合物熔体注射成型时，在流道内的流动属 于压力梯度引起的剪切流动。 聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪切 流动，即拖曳流动。
假塑性流体 n<1 膨胀性流体
n>1
2018/12/11
观察曲线
切力变稀流体的流动曲线
2018/12/11
通过曲线看到：粘度对剪切速率的依赖关系
切力变稀原因（假塑性流体） 假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的 增加而下降的原因与流体分子的结构有关。 对 聚 合 物 熔 体 来 说
2018/12/11
式中的n为非牛顿指数，
当n=1时流体具有牛顿行为；
当n=1，当剪切应力低于屈服应力时流体静止并有一定 刚度，但当剪切应力超过时流体就流动，这种流体称为 宾汉塑性流体;
当n＜1时，表观粘度随剪切速率的增大而减小，这种流 体称为假塑性流体或切力变稀流体，大部分聚合物流体 都属于这种；
当n＞1，表观粘度随剪切速率的增大而增大，这种流体 称为膨胀性流体或切力增稠流体。
2、聚合物流体的弹性行为。
2018/12/11
第一节 聚合物流体的流动类型
层流和湍流
Re<2100 低分子流体 Re>2100 层流 湍流
Re=2100～4000
过渡态（介于层流与湍流）
聚合物熔体，在成型过程中流动时，其雷诺准 数一般小于10，分散体也不会大于2100，因此其 流动均为层流。
2018/12/11
2018/12/11
非牛顿液体类型 根据应变时有无弹性和 应变对时间有无依赖关系，非牛顿液体分为： 非 牛 顿 液 体 粘性液体 粘弹性液体 有时间依赖性液体
触变性液体（t↑→η ↓）
（宾哈液体、假塑性液体和膨胀性液体）
震凝性液体（t↑→η ↑）
2018/12/11
描述非牛顿流体流动的关系式采用幂律定律
2018/12/11
拉伸粘度的影响因素
在低应变或低应力下，拉伸粘度是不依赖应力 或应变速率的（P52），在高应变或高应力下，拉伸 粘度会出现两种不同的结果： （1）拉伸变稀，原因是分子链缠结浓度的降低。
（2）拉伸变硬：例如 PS、LDPE。原因是大分子 链的取向伸直、平行排列的分子较无序排列的分子 更具有更强的抗拉伸性。
2018/12/11
加工过程中聚合物流变行为可用粘度η表征
粘度：液层单位表面上所加的剪切力与液层间的
速度梯度（剪切速率）的比值，
粘度是液体自身所固有的性质，它的大小表征液体 抵抗外力引起流动变形的能力。
2018/12/11
对于小分子流体该粘度为常数，称为牛顿粘 度。 而对于聚合物流体，由于大分子的长链结构 和缠结，剪切力和剪切速率不成比例，流体的 剪切粘度不是常数，依赖于剪切作用。 具有这种行为的流体称为非牛顿流体，非牛 顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。
2018/12/11
第二节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
聚合物流体在加工过程中受力的类型有三种： 剪切应力、拉伸应力和静压力。 在高分子材料成型过程中，聚合物的材料随受力 性质与作用位置的不同而产生不同类型的应力、应 变和应变速率。 对成型影响最大的是剪切应力,因为成型时液态 聚合物在设备或模具中流动的压力降、所需功率 以及制品质量等都要受到它的制约。 其次是拉伸应力，经常与剪切应力同时出现， 如用吹塑法或拉幅法生产薄膜，熔体在变截面导管 中的流动以及单丝的生产等。
2018/12/11
成型时液体静压力影响相对较小，可忽略不计， 但对粘度有影响。
聚合物加工时受到剪切力作用产生的流动称 为剪切流动。
例如：
聚合物在简单的管和槽中的流动，由于压力的 作用引起的流动，属于简单的一维压力流动，在 流动中只受到剪切力的作用。
为研究方便，可将层流流体视为一层层彼此相 邻的液体在剪切应力τ作用下的相对滑移。
二维流动和三维流动的规律在数学处理上， 比较一维流动要复杂很多。
有的二维流动，如平行板狭缝通道和间隙 很小的圆环通道中的流动，按一维流动作近 似处理时不会有很大的误差。
2018/12/11
拉伸流动和剪切流动
按照流体内质点速度分布与流动方向关系，可将 聚合物加工时的流体的流动分为两类：
拉伸流动：质点速 度沿着流动方向发 生变化； 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。
2018/12/11
等温流动和非等温流动
实际
等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的 流动。 在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传 递，但传入和输出的热量应保持相等。
常常将熔体充模流动阶段当作等温流动过程来处 理，因为不会有过大的偏差，却可以使充模过程的 流变分析大为简化。
2018/12/11
2018/12/11
这一特性，对纤维纺丝、吹塑 薄膜、拉伸薄膜、片材的热成 型等十分有利 因为拉伸粘度随着应力或应变速率而增大，则 增大的粘度将使成型中制品的薄弱成分或应力集 中区域不至于在张应力的作用下产生破坏，从而 能获得形变均匀的产品。 聚合物拉伸流动过程粘度增大的特性在很大程 度上决定了聚合物能在恒温条件下纺丝或成膜。
2018/12/11
聚合物流体包括
在不高温度下保持 流动的聚合物溶液 （液体）或悬浮体 （分散体） 粘流温度或熔点 以上的熔融聚合 物（熔体）
2018/12/11
教学目的和要求
1、掌握粘度的定义及影响粘度的因素。 2、了解弹性的表现和表征。 3、了解聚合物的流动类型。 重点和难点
1、聚合物的非牛顿剪切粘性。
造成粘度下降的原因在于其中大分子彼 此之间的缠结。 当缠结的大分子承受应力时，其缠结点 就会被解开，同时还沿着流动的方向规则 排列，因此就降低了粘度。 缠结点被解开和大分子规则排列的程度 是随应力的增加而加大的。 解缠理论：
对 聚 合 物 溶 因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小 液 成正比，但不一定是线性关系。 来 说
聚合物的流变性质是聚合物流变学研究的范畴
聚合物流变学主要研究对象：是认识应力 作用下，聚合物产生的弹性、塑性、粘性形变 及这些行为与各因素之间的关系。
2018/12/11
简单说： 聚合物流体的流变学是研究聚合物流动和形变 的科学。
而聚合物加工流变学就是适应聚合物加工发展 的需要而提出的。
聚合物加工流变学主要任务： 以聚合物流体（主要是熔体）作为研究对象，应 用流变学的基本原理，分析和处理高分子材料加工 过程中的工艺和工程问题，从而提高制品的质量和 生产效率。
凡流体在输送通道中流动时，该流体在任何 部位的流动状况保持恒定，不随时间而变化，即一 切影响流体流动的因素都不随时间而改变，此种流 例如 动称为稳定流动。
所谓稳定流动，并非是流体在各部位的速度以及 物理状态都相同。而是指在任何一定部位，它们均 不随时间而变化。
正常操作的挤出机中，塑料熔体沿螺杆螺 槽向前流动属稳定流动，因其流速、流量、压 力和温度分布等参数均不随时间而变动。
一维流动、二维流动和三维流动
当流体在流道内流动时、由于外力作用方式和 流道几何形状的不同，流体内质点的速度分布具有 例如 不同特征：
一维流动：流体内质点的速度只在一个方向上变 化，即在流道截面上任何一点的速度只需用一个垂 直于流动方向的坐标表示。
聚合物熔体在等截面圆管内作层状流动时， 其速度分布仅是圆管半径的函数，是一种典型 的一维流动。
原因： 粘度高，如低密度聚乙烯的熔体粘度约 0.3×102 ～ 1×103Pa.s ，而且流速较低，在加工过程中 剪切速率一般不大于103s－1。
注意
但是在特殊场合，如经小浇口的熔体注射 进大型腔，由于剪切应力过大等原因，会出现 弹性湍流，熔体会发生破碎，破坏成型。
2018/12/11
稳定流动与不稳定流动
2018/12/11
二维流动：流道截面上各点的速度需要两个垂直于 流动方向的坐标表示。例如流体在矩形和椭圆型截面 通道中流动时，其流速在通道的高度和宽度两个方向 均发生变化，是典型的二维流动。
三维流动：流体在截面变化的通道中流动，如锥形 通道或收缩型管道，其质点速度不仅沿通道截面的纵 横两个方向变化，而且也沿主流动方向变化。即流体 的流速要用三个相互垂直的坐标表示，因而称为三维 流动。
在聚合物加工的实际条件下，聚合物流体的 流动一般均呈现非等温状态。 一方面是由于成型工艺要求将流道各区域控 制在不同的温度下； 另一方面，是由于粘性流动过程中有生热和 热效应。
这些都使其在流道径向和轴向存在一定的 温度差。例如塑料的注射成型，熔体在进入低 温的模具后就开始冷却降温。
2018/12/11
2018/12/11
膨 胀 性 流 体 的 流 动 行 为
但当剪切速率逐渐增高时，固体粒子 的紧密堆砌就被破坏，整个体系就显得 有些膨胀。此时流体不再能充满所有的 空隙，润滑作用因而受到限制，表观粘 度就随着剪切速率的增长而增大。
流动曲线的实际意义
2018/12/11
各种加工方法中的剪切速率
加工方法 模压 开炼 密炼 挤出 压延 纺丝 注射
聚合物在具有截面积逐渐变小 的锥形管或其它管中的收敛流 动，这种流动不仅受到剪切作 用，而且还受到拉伸作用
Hale Waihona Puke Baidu
非拟制性拉 伸(拉伸流 动)
拟制性拉伸 (收敛流动)
当粘弹性聚合物流体从任何 形式的管道中流出受外力拉 伸时也能产生拉伸流动。
2018/12/11
在拉伸作用下，聚合物流体会产生很大的拉伸应 变，和剪切粘度的形式类似，我们用拉伸粘度来表示 流体对拉伸流动的阻力：
2018/12/11
剪切速率/S-1 1～10 5×101 ～5×102 5×102 ～5×103 101 ～103 5×101 ～5×102 102 ～104 103 ～105
当液体的弹性不可忽略时，其应变还表现 出滞后效应，即在液体中增加应力与降低应力 这两个过程的应变曲线不重合。 粘 某些聚合物（如聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯 弹 等）的粘性流动中，弹性行为是不能忽略的， 性 称为粘弹性液体。 液 这类液体在受到外力作用时，其非牛顿性 体 是粘性和弹性行为的综合，即流动过程中包含 有不可逆形变(粘性流动)和可逆形变（弹性回 复）两种成分。
K:粘度系数
2018/12/11
N:非牛顿指数
流体的流动曲线类型
2018/12/11
流动类型 牛顿流体
流动规律
符合的流体 PC和PVDC接 近
备注 低分子多为此类
(η为常数) 宾汉流体
(τy 和η为常数)
牙膏、油漆、凝 在剪切力增大到 胶糊、良溶剂的 一定值后才能流 浓溶液 动
剪切增加，粘度 大多数聚合物熔 下降。原因为分 体、溶液、糊 子“解缠” 高固体含量的糊 剪切增加，粘度 升高
时聚合物粒子间形成了一种类似凝胶的非永久 触 变 性 液 体 性的次价交联点，表现出很大粘度。
当系统受到外力作用而破坏这一暂时交联点
时，粘度即随着剪切持续时间而下降。 在聚合物成型中，只有少数聚合物的溶液或 悬浮液属触变性液体，涂料、油墨等具有这种 性质。
2018/12/11
第三节 聚合物流体的拉伸粘性
2018/12/11
当它承受应力时，原来由溶剂化作用而被 封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就 会被挤出，这样，粒子或盘绕大分子的有效 直径即随应力的增加而相应地缩小，从而使 流体粘度下降。
切力变稠原因（膨胀性流体） 当悬浮液处于静态时，体系中由固 体粒子构成的空隙最小，其中流体只能 勉强充满这些空间。当施加于这一体系 的剪切应力不大时，也就是剪切速率较 小时，流体就可以在移动的固体粒子间 充当润滑剂，因此，表观粘度不高。
2018/12/11
产生震凝性的原因，可以解释为液体中 震 凝 性 液 体 的不对称粒子（椭球形线团）在剪切力场的 速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所 致，这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状， 一旦外力作用终止，暂时交联点也相应消失， 粘度重新降低。
2018/12/11
一般认为，产生触变行为是因为液体静置
2018/12/11
2018/12/11
层流可以用牛顿流体流动定律来描述： 在一定温度下，施加于相距dr的液层上的剪切应 力（单位为N/m2）,与层流间的剪切速率dυ/dr（又称 速度梯度，单位为s-1）成正比，其表达式：
dv dr
式中 η- 比例常数，称为粘度，Pa· s
剪切流动按其流动的边界条件可分为拖曳流动和压力流动
由边界的运动而产生的流动，如运转滚筒表面 对流体的剪切摩擦而产生流动，即为拖曳流动。 而边界固定，由外压力作用于流体而产生的流动， 称为压力流动。
例如
聚合物熔体注射成型时，在流道内的流动属 于压力梯度引起的剪切流动。 聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪切 流动，即拖曳流动。
假塑性流体 n<1 膨胀性流体
n>1
2018/12/11
观察曲线
切力变稀流体的流动曲线
2018/12/11
通过曲线看到：粘度对剪切速率的依赖关系
切力变稀原因（假塑性流体） 假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率的 增加而下降的原因与流体分子的结构有关。 对 聚 合 物 熔 体 来 说
2018/12/11
式中的n为非牛顿指数，
当n=1时流体具有牛顿行为；
当n=1，当剪切应力低于屈服应力时流体静止并有一定 刚度，但当剪切应力超过时流体就流动，这种流体称为 宾汉塑性流体;
当n＜1时，表观粘度随剪切速率的增大而减小，这种流 体称为假塑性流体或切力变稀流体，大部分聚合物流体 都属于这种；
当n＞1，表观粘度随剪切速率的增大而增大，这种流体 称为膨胀性流体或切力增稠流体。
2、聚合物流体的弹性行为。
2018/12/11
第一节 聚合物流体的流动类型
层流和湍流
Re<2100 低分子流体 Re>2100 层流 湍流
Re=2100～4000
过渡态（介于层流与湍流）
聚合物熔体，在成型过程中流动时，其雷诺准 数一般小于10，分散体也不会大于2100，因此其 流动均为层流。
2018/12/11
2018/12/11
非牛顿液体类型 根据应变时有无弹性和 应变对时间有无依赖关系，非牛顿液体分为： 非 牛 顿 液 体 粘性液体 粘弹性液体 有时间依赖性液体
触变性液体（t↑→η ↓）
（宾哈液体、假塑性液体和膨胀性液体）
震凝性液体（t↑→η ↑）
2018/12/11
描述非牛顿流体流动的关系式采用幂律定律
2018/12/11
拉伸粘度的影响因素
在低应变或低应力下，拉伸粘度是不依赖应力 或应变速率的（P52），在高应变或高应力下，拉伸 粘度会出现两种不同的结果： （1）拉伸变稀，原因是分子链缠结浓度的降低。
（2）拉伸变硬：例如 PS、LDPE。原因是大分子 链的取向伸直、平行排列的分子较无序排列的分子 更具有更强的抗拉伸性。
2018/12/11
加工过程中聚合物流变行为可用粘度η表征
粘度：液层单位表面上所加的剪切力与液层间的
速度梯度（剪切速率）的比值，
粘度是液体自身所固有的性质，它的大小表征液体 抵抗外力引起流动变形的能力。
2018/12/11
对于小分子流体该粘度为常数，称为牛顿粘 度。 而对于聚合物流体，由于大分子的长链结构 和缠结，剪切力和剪切速率不成比例，流体的 剪切粘度不是常数，依赖于剪切作用。 具有这种行为的流体称为非牛顿流体，非牛 顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。
2018/12/11
第二节 聚合物流体的非牛顿剪切粘性
聚合物流体在加工过程中受力的类型有三种： 剪切应力、拉伸应力和静压力。 在高分子材料成型过程中，聚合物的材料随受力 性质与作用位置的不同而产生不同类型的应力、应 变和应变速率。 对成型影响最大的是剪切应力,因为成型时液态 聚合物在设备或模具中流动的压力降、所需功率 以及制品质量等都要受到它的制约。 其次是拉伸应力，经常与剪切应力同时出现， 如用吹塑法或拉幅法生产薄膜，熔体在变截面导管 中的流动以及单丝的生产等。
2018/12/11
成型时液体静压力影响相对较小，可忽略不计， 但对粘度有影响。
聚合物加工时受到剪切力作用产生的流动称 为剪切流动。
例如：
聚合物在简单的管和槽中的流动，由于压力的 作用引起的流动，属于简单的一维压力流动，在 流动中只受到剪切力的作用。
为研究方便，可将层流流体视为一层层彼此相 邻的液体在剪切应力τ作用下的相对滑移。
二维流动和三维流动的规律在数学处理上， 比较一维流动要复杂很多。
有的二维流动，如平行板狭缝通道和间隙 很小的圆环通道中的流动，按一维流动作近 似处理时不会有很大的误差。
2018/12/11
拉伸流动和剪切流动
按照流体内质点速度分布与流动方向关系，可将 聚合物加工时的流体的流动分为两类：
拉伸流动：质点速 度沿着流动方向发 生变化； 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。
2018/12/11
等温流动和非等温流动
实际
等温流动是指流体各处的温度保持不变情况下的 流动。 在等温流动情况下，流体与外界可以进行热量传 递，但传入和输出的热量应保持相等。
常常将熔体充模流动阶段当作等温流动过程来处 理，因为不会有过大的偏差，却可以使充模过程的 流变分析大为简化。
2018/12/11
2018/12/11
这一特性，对纤维纺丝、吹塑 薄膜、拉伸薄膜、片材的热成 型等十分有利 因为拉伸粘度随着应力或应变速率而增大，则 增大的粘度将使成型中制品的薄弱成分或应力集 中区域不至于在张应力的作用下产生破坏，从而 能获得形变均匀的产品。 聚合物拉伸流动过程粘度增大的特性在很大程 度上决定了聚合物能在恒温条件下纺丝或成膜。
2018/12/11
聚合物流体包括
在不高温度下保持 流动的聚合物溶液 （液体）或悬浮体 （分散体） 粘流温度或熔点 以上的熔融聚合 物（熔体）
2018/12/11
教学目的和要求
1、掌握粘度的定义及影响粘度的因素。 2、了解弹性的表现和表征。 3、了解聚合物的流动类型。 重点和难点
1、聚合物的非牛顿剪切粘性。
造成粘度下降的原因在于其中大分子彼 此之间的缠结。 当缠结的大分子承受应力时，其缠结点 就会被解开，同时还沿着流动的方向规则 排列，因此就降低了粘度。 缠结点被解开和大分子规则排列的程度 是随应力的增加而加大的。 解缠理论：
对 聚 合 物 溶 因为粘度大小与粒子或大分子的平均大小 液 成正比，但不一定是线性关系。 来 说
聚合物的流变性质是聚合物流变学研究的范畴
聚合物流变学主要研究对象：是认识应力 作用下，聚合物产生的弹性、塑性、粘性形变 及这些行为与各因素之间的关系。
2018/12/11
简单说： 聚合物流体的流变学是研究聚合物流动和形变 的科学。
而聚合物加工流变学就是适应聚合物加工发展 的需要而提出的。
聚合物加工流变学主要任务： 以聚合物流体（主要是熔体）作为研究对象，应 用流变学的基本原理，分析和处理高分子材料加工 过程中的工艺和工程问题，从而提高制品的质量和 生产效率。
凡流体在输送通道中流动时，该流体在任何 部位的流动状况保持恒定，不随时间而变化，即一 切影响流体流动的因素都不随时间而改变，此种流 例如 动称为稳定流动。
所谓稳定流动，并非是流体在各部位的速度以及 物理状态都相同。而是指在任何一定部位，它们均 不随时间而变化。
正常操作的挤出机中，塑料熔体沿螺杆螺 槽向前流动属稳定流动，因其流速、流量、压 力和温度分布等参数均不随时间而变动。
一维流动、二维流动和三维流动
当流体在流道内流动时、由于外力作用方式和 流道几何形状的不同，流体内质点的速度分布具有 例如 不同特征：
一维流动：流体内质点的速度只在一个方向上变 化，即在流道截面上任何一点的速度只需用一个垂 直于流动方向的坐标表示。
聚合物熔体在等截面圆管内作层状流动时， 其速度分布仅是圆管半径的函数，是一种典型 的一维流动。
原因： 粘度高，如低密度聚乙烯的熔体粘度约 0.3×102 ～ 1×103Pa.s ，而且流速较低，在加工过程中 剪切速率一般不大于103s－1。
注意
但是在特殊场合，如经小浇口的熔体注射 进大型腔，由于剪切应力过大等原因，会出现 弹性湍流，熔体会发生破碎，破坏成型。
2018/12/11
稳定流动与不稳定流动
2018/12/11
二维流动：流道截面上各点的速度需要两个垂直于 流动方向的坐标表示。例如流体在矩形和椭圆型截面 通道中流动时，其流速在通道的高度和宽度两个方向 均发生变化，是典型的二维流动。
三维流动：流体在截面变化的通道中流动，如锥形 通道或收缩型管道，其质点速度不仅沿通道截面的纵 横两个方向变化，而且也沿主流动方向变化。即流体 的流速要用三个相互垂直的坐标表示，因而称为三维 流动。
在聚合物加工的实际条件下，聚合物流体的 流动一般均呈现非等温状态。 一方面是由于成型工艺要求将流道各区域控 制在不同的温度下； 另一方面，是由于粘性流动过程中有生热和 热效应。
这些都使其在流道径向和轴向存在一定的 温度差。例如塑料的注射成型，熔体在进入低 温的模具后就开始冷却降温。
2018/12/11
2018/12/11
膨 胀 性 流 体 的 流 动 行 为
但当剪切速率逐渐增高时，固体粒子 的紧密堆砌就被破坏，整个体系就显得 有些膨胀。此时流体不再能充满所有的 空隙，润滑作用因而受到限制，表观粘 度就随着剪切速率的增长而增大。
流动曲线的实际意义
2018/12/11
各种加工方法中的剪切速率
加工方法 模压 开炼 密炼 挤出 压延 纺丝 注射
聚合物在具有截面积逐渐变小 的锥形管或其它管中的收敛流 动，这种流动不仅受到剪切作 用，而且还受到拉伸作用
Hale Waihona Puke Baidu
非拟制性拉 伸(拉伸流 动)
拟制性拉伸 (收敛流动)
当粘弹性聚合物流体从任何 形式的管道中流出受外力拉 伸时也能产生拉伸流动。
2018/12/11
在拉伸作用下，聚合物流体会产生很大的拉伸应 变，和剪切粘度的形式类似，我们用拉伸粘度来表示 流体对拉伸流动的阻力：
2018/12/11
剪切速率/S-1 1～10 5×101 ～5×102 5×102 ～5×103 101 ～103 5×101 ～5×102 102 ～104 103 ～105
当液体的弹性不可忽略时，其应变还表现 出滞后效应，即在液体中增加应力与降低应力 这两个过程的应变曲线不重合。 粘 某些聚合物（如聚乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯 弹 等）的粘性流动中，弹性行为是不能忽略的， 性 称为粘弹性液体。 液 这类液体在受到外力作用时，其非牛顿性 体 是粘性和弹性行为的综合，即流动过程中包含 有不可逆形变(粘性流动)和可逆形变（弹性回 复）两种成分。
K:粘度系数
2018/12/11
N:非牛顿指数
流体的流动曲线类型
2018/12/11
流动类型 牛顿流体
流动规律
符合的流体 PC和PVDC接 近
备注 低分子多为此类
(η为常数) 宾汉流体
(τy 和η为常数)
牙膏、油漆、凝 在剪切力增大到 胶糊、良溶剂的 一定值后才能流 浓溶液 动
剪切增加，粘度 大多数聚合物熔 下降。原因为分 体、溶液、糊 子“解缠” 高固体含量的糊 剪切增加，粘度 升高
时聚合物粒子间形成了一种类似凝胶的非永久 触 变 性 液 体 性的次价交联点，表现出很大粘度。
当系统受到外力作用而破坏这一暂时交联点
时，粘度即随着剪切持续时间而下降。 在聚合物成型中，只有少数聚合物的溶液或 悬浮液属触变性液体，涂料、油墨等具有这种 性质。
2018/12/11
第三节 聚合物流体的拉伸粘性
2018/12/11
当它承受应力时，原来由溶剂化作用而被 封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分子就 会被挤出，这样，粒子或盘绕大分子的有效 直径即随应力的增加而相应地缩小，从而使 流体粘度下降。
切力变稠原因（膨胀性流体） 当悬浮液处于静态时，体系中由固 体粒子构成的空隙最小，其中流体只能 勉强充满这些空间。当施加于这一体系 的剪切应力不大时，也就是剪切速率较 小时，流体就可以在移动的固体粒子间 充当润滑剂，因此，表观粘度不高。
2018/12/11
产生震凝性的原因，可以解释为液体中 震 凝 性 液 体 的不对称粒子（椭球形线团）在剪切力场的 速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所 致，这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状， 一旦外力作用终止，暂时交联点也相应消失， 粘度重新降低。
2018/12/11
一般认为，产生触变行为是因为液体静置
2018/12/11
2018/12/11
层流可以用牛顿流体流动定律来描述： 在一定温度下，施加于相距dr的液层上的剪切应 力（单位为N/m2）,与层流间的剪切速率dυ/dr（又称 速度梯度，单位为s-1）成正比，其表达式：
dv dr
式中 η- 比例常数，称为粘度，Pa· s