流變學前三章ppt課件(留存版)

　　

【正文】 viscous fluid）或牛頓流體 流體作用在任何表面上的力總是垂直于該表面 流動速度正比于所加之力 ?＝ ? ?? ?聚合物的力學狀態 ?聚合物形態的轉變 ?聚合物粘彈態 聚合物流變行為的多樣性和多元性 聚合物的力學狀態 聚合物沒有明確的固態和液態的界限，固體和液體的轉化過程比低分子材料復雜得多，必須認識聚合物力學形態的多樣性 ?力學狀態 :結晶態、無定形態和液晶態 ?聚合物液態 :溶體、懸浮體、分散體和熔體 ?固體聚合物 :均質態、取向態和多相態 ?無定形態聚合物：玻璃態、高彈態和粘流態； ?結晶型聚合物有晶體和熔體 流變性能與時間有關，粘彈性 聚合物液態 聚合物溶體 懸浮體 分散體 1％以下的稀溶液，其性能不隨時間變化，屬于 牛頓流體 10％以上時，屬于 非牛頓的假塑性流體 ，有剪切變稀的特征 高達 60％，失去流動性 ,屬于 非牛頓的賓漢流體 更高濃度時，高交聯度和高粘度，成為凍膠和凝膠 （非牛頓） 剪切變稀的特征， 假塑性非牛頓流體 剪切變稠特征，即 膨脹性非牛頓流體 剪切速率較高時 ， 假塑性非牛頓流體 在剪切速率不斷提高時， 膨脹性的非牛頓流體 三維結構的凝膠體 ， 賓漢流體 聚合物形態的轉變 —— 聚合物形態的熱轉變 圖 －溫度曲線 (a)低分子材料 (b)結晶性高聚物 線彈性體 線性粘性流體 發生相交 發生相交 圖 無定形聚合物的變形 溫度曲線 （恒定外力作用下） 并非每種無 定形高聚物都 有這三種狀態 三種力學狀態和兩種轉變 圖 溫度曲線 無定形區高彈態 Tm Tf Tf Tm 玻璃態 粘流態 聚合物形態的轉變 —— 聚合物固體形態 彈塑態、玻璃態、高彈態、結晶態、取向態和液晶態 三種力學狀態： ：粘流溫度 Tf到玻璃轉化溫度 Tg之間的力學狀態 基本特征： ?彈性模量低 ?延伸率大 ?變形可逆并完全恢復 流變學的非線性彈性理論來描述此類橡膠彈性理論 在力場和溫度場等作用下，分子鏈將沿著外場方向進行排列，聚合物的取向現象包括分子量、鏈段、晶片和晶粒等取向 基本特征： ?一維或二維有序結晶 ?高分子材料的力學性能、熱性能和光學性能等呈現各向異性 ： 介于有序晶態和無序的液態之間的一種中間狀態 （ Lyotropen mesophasem） 優勢：獨特的流動性能 其溶液的粘度 濃度和粘度 溫度的變化不同于一般高分子體系，它可以在較低的牽引拉伸比下，獲得較高的取向度 （ Thermotropic liquid crystal polymer TLCP） 在一定溫度區間為液晶態。 ?＝ ?/? 泊松比（ Poisson ratio）由材料性質決定的 在各向同性壓縮實驗中 ， 材料的應變應為其體積的變化分數 △ V/V。但這一問題是可以解決的。其次，在試樣的中間部分的確是單純的拉伸 拉伸儀（ Extensometer） ：試樣用夾具固定，測定試樣中間部分的變形。 因此表征一個材料的線性彈性只需其中兩 個就足夠 一種常見的關系： ?＝ ， E＝ 3G E楊氏模量 K體積模量 G剪切模量 ?＝ ?/? 泊松比 表 四個彈性常數之間的關系 聚合物的彈性模量 表 金屬及合金的彈性常數 表 拉伸彈性模量（ 105lbf/in2） 聚合物與其他材料相比，其很明顯的特點是它們的彈性模量范圍很寬（在室溫時），因此用途廣泛 圖 彈性模量譜 ?玻璃態高聚物的彈性模量為 103～ 105數量級 ， 如： 酚醛塑料： E＝ 104MPa 密胺塑料： E＝ 105MPa 聚氯乙烯 (硬質 )： E＝ 103MPa ?橡膠和彈性體的模量為 ～ 1MPa，比玻璃態聚合物 低 3～ 4個數量級。聚合物隨其分子結構、分子量的不同，以及所處溫度的不同，可以是流體或固體，它們的流動和變形的