聚合物的流变性质

聚合物温度降低到粘流温度以下时，聚合物变现为高弹 态。其变形组成中，粘性成分减小，而 弹性成分增加， 即不可回复的形变减少，而可回复的形变增加。因而通 常较少在此温度范围内成型制品。
但如果加工时，不希望材料的流动性很大时，如真空成 型、压力成型、中空吹塑时。可采用适当的外力配合进 行成型。
聚合物在Tg-Tf温度内，以较大的外力和较长时间作用下 产生的不可逆形变称为塑性形变。它实质上是高弹态下， 大分子的强制流动，增加外力相当于降低了聚合物的Tg， 迫使大分子间产生解缠结和滑移。
一、聚合物的粘弹形变与加工条件的关系
聚合物的总形变 由普弹性变、推迟高弹形变和 粘流形变组成。
E H V

E1


E2
(1 e

2
E2
t
) t 3
σ为外作用力；t为外力作用时间；E1和E2分别表示聚合 物的普弹性变模量和高弹形变；η2和η3分别表示聚合物
高弹形变和粘性形变的粘度。

滞后效应
由于松弛过程的存在，材料的形变必然落后于应力的 变化，聚合物对外力响应的这种现象称为滞后效应. 滞后效应在聚合物的加工过程中普遍存在。因而对于
某些制件，需要对其进行热处理，降低制品中内应力水平
改善其物理机械性能。
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高聚物加工工程
第二节 聚合物加工过程中的 粘弹行为
为什么要研究粘弹性行为?
聚合物的加工要经历由固体到液体，再从液体
到固体的的过程，因而在不同阶段分别表现出液体
和固体的性质，即粘性与弹性。由于聚合物大分子 的长链结构和大分子运动的逐步性质,聚合物的形 变和流动不可能是纯弹性和（或）纯粘性的，而是 弹性和粘性的综合即粘弹性。
二、粘弹性形变的滞后效应
大分子在外力作用下发生与其相适应的变形不 能瞬时完成，大分子的形变要经历一系列的中间 状态过渡到与外力相适应的平衡态。此过程为一 松弛过程。所需时间为松弛时间。


E1


E2
(1 e

t t*
) t 3
t 2 E2
*
t
* 推迟高弹形变松弛时间
应力松弛到最初应力值1/e所需的时间
聚合物在外力作用下的形变-时间曲线
t1-普弹形变，ab 段，变形γE很小； t2-发生三种形变 的时间段。经过 一段时间(t2-t1), 大部分回复，有 部分不能回复。 加工时，聚合物的形变主要由高弹形变与粘性形变组成。 T ,η2和η3减小， γH和γV都增加，但γV增加的更多。粘流温度 以上时，形变主要以粘性流动为主，但仍表现出一定的弹性。