《聚合物流变学》PPT课件.ppt

无锡职业技术学院模具教研室 塑料成型工艺与模具设计 TheProcess MouldsDesignofPlasticDeformation 上节课回顾 填空 无定形聚合物按照在不同温度下的变形能力分为三中状态 在态下聚合物适于进行车削 锉削 钻孔 切螺纹等机械加工 在态下适合进行吹塑成型 热成型等二次加工 在态下进行注射成型或挤出成型 问答 按照塑料的成型性能分类 说明什么是热塑性塑料 什么是热固性塑料 原料 第二单元塑料成型基础 聚合物的粘性流动 教学内容 教学难点 聚合物的粘性流动 层流流体粘性壁面粗糙度 邻层相对移动距离即dx dr称为切应变 液体邻层速度梯度dv dt等于单位时间内的切应变 即剪切速率 聚合物的粘性流动 恒定外力 恒定剪切力下 管壁摩擦力 液层粘滞阻力构成剪切力各层差异 造成速度差 即速度梯度 速度呈现抛物线状分布 聚合物的粘度应力与剪切速率关系 低分子流体流动行为 牛顿流体 牛顿内摩擦定律 高分子流体的流动行为 非牛顿流体 奥斯瓦尔德指数流动定律 剪切应力大小反应层间流动难易 常数 称为牛顿粘度或剪切粘度 不受剪切速率影响 PA PC近似为牛顿流体 聚合物大分子的长链结构和相互交缠 流动复杂 不服从上述规律称为非牛顿流体 大部分聚合物熔体属于这类 K表示粘稠性 粘度系数 非牛顿流体的表观粘度 n 与聚合物品种 温度有关 可反应偏离牛顿流体性质的程度 非牛顿流体表观粘度除了与流体品种 温度有关外 还受剪切速率影响 意味着外力的大小及其作用时间也能改变非牛顿流体的粘稠性 反映非牛顿流体外力作用下抵抗剪切变形的能力 2 假塑性流体剪切稀化及其实质 读图 如果材料的粘稠度因剪切变形程度而改变 情况符合曲线1为牛顿流体 n 1呈指数规律减小则为非牛顿流体 读图 如果材料变形能力随剪切力增加 流动的速度梯度较大 大分子相对移动快 为假塑性 速度梯度小的为牛顿流体 某一材料实验曲线 3 流动指数 大多数聚合物属于假塑性流体 n 1 通常为0 25 0 67 近似为常量 由曲线可见 假塑性熔体剪切速率越大 粘度下降 n 1看做部分分子不再交缠 分子链之间可以相对滑动 还可以沿受力方向取向 流动阻力随着变形而降低 称为剪切稀化 注射成型典型熔体的剪切速率范围在102 105s 1常用塑料的粘度范围是10 107Pa s 小浇口剪切大 对于开放的管线 剪切稀化 一旦压力倍增 其流动速率不是倍增 而是倍率大得多 2 15倍 剪切速率影响粘度还影响粘滞热 即剪切热 的大小 这对注射成型的压力 温度等有重要影响 与各自初始速度比较所放大的倍率 初始速度是不同的 支链多 长 高 与其它大分子缠结越多 越紧 分子量大 缠结点多 粘度大 分子量分布越宽 粘度小 流动性好 但大分子未全熔化 成型件性能不好 剪切稀化 使分子间作用力发生很大变化粘度改变 例如增塑剂降粘度 改善流动性 纤维填料相反 提高温度 粘度下降 适用于对剪切不敏感或牛顿流体 压力加大 大分子压缩 粘度加大 3 影响聚合物流动粘度的因素 温度 压力效应流量 热塑性塑料 热固性聚合物流动 线型大分子加热塑化后 发生交联反应 粘度随交联反应而变化 直至粘度无限大 不可逆转 在较低温度范围内 粘度随温度升高而降低达峰值 这个