髙物课件第15讲聚合物的粘性流动.pptx

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1、聚合物的粘性流动目 录引言聚合物的粘度聚合物的流动行为聚合物的加工工艺聚合物的粘性流动模型聚合物的粘性流动的优化和控制01引言聚合物的粘性流动定义聚合物的粘性流动是指聚合物在受到外力作用时发生的形变行为，这种形变行为与聚合物的分子结构和分子间相互作用密切相关。聚合物的粘性流动通常发生在聚合物熔体或溶液中，其流动行为受到温度、压力、剪切速率等多种因素的影响。聚合物流动特性010203聚合物流动特性是指聚合物在加工成型过程中表现出的流动行为，包括流动性、粘度、弹性等。聚合物流动特性对于聚合物加工成型工艺、产品质量和性能等方面具有重要影响。聚合物流动特性的研究有助于深入了解聚合物分子结构和分子间相互

2、作用机制，为聚合物加工成型工艺的优化和产品性能的提升提供理论支持。02聚合物的粘度粘度是描述流体流动时所受内摩擦力大小的物理量，对于聚合物熔体和溶液，其粘度通常用泊肃叶方程、斯托克斯方程等公式来描述。粘度的测量方法包括毛细管粘度计、旋转粘度计和落球粘度计等，其中毛细管粘度计是最常用的方法之一。粘度的定义与测量010203分子量聚合物分子量越大，粘度通常越高。温度温度升高通常会导致聚合物粘度降低，因为温度升高会使聚合物分子热运动增强，降低内摩擦力。压力压力对粘度的影响比较复杂，在高压下，聚合物分子间的距离减小，相互作用增强，可能导致粘度增加。影响粘度的因素随着温度的升高，聚合物分子热运动增强，相

3、互碰撞的频率增加，导致流动性增加，粘度降低。因此，在加工过程中，通常需要加热来降低聚合物的粘度，使其易于加工。压力对粘度的影响比较复杂。在压力的作用下，聚合物分子间的距离减小，相互作用增强，可能导致粘度增加。但是，压力的增加也可能会使聚合物分子链产生弹性形变或使气体在聚合物中溶解度降低，从而降低粘度。因此，在实际加工过程中，压力对粘度的影响需要根据具体的聚合物体系和加工条件来考虑。温度和压力对粘度的影响03聚合物的流动行为遵循牛顿粘性定律，剪切应力与剪切速率成正比，与粘度成反比。牛顿流体不遵循牛顿粘性定律，其剪切应力和剪切速率之间的关系复杂，受到温度、压力、浓度等多种因素的影响。非牛顿流体牛顿

4、流体和非牛顿流体描述压力与流速之间的关系，是流体流动性能的直观表现。流动曲线描述应力与应变之间的关系，反映聚合物的粘弹性和流动行为。流变曲线流动曲线和流变曲线流动模式和转变流动模式根据流体的性质和流动条件，可以将聚合物的流动分为层流和湍流等模式。转变在一定条件下，聚合物的流动模式会发生转变，如从层流转变为湍流，或从粘性流动转变为弹性流动。04聚合物的加工工艺挤出成型是一种常见的加工工艺，主要用于生产连续的塑料制品。在挤出成型过程中，聚合物材料通过一个或多个模具的加热和压缩，形成连续的熔融态，然后通过口模挤出，冷却固化后形成所需的制品。挤出成型具有高效、连续、自动化程度高等优点，广泛应用于塑料管

5、材、型材、薄膜等产品的生产。挤出成型03注射成型具有生产效率高、制品尺寸精确、适用范围广等优点，广泛应用于汽车、家电、电子等领域。01注射成型是一种高压、高速的加工工艺，主要用于生产各种形状复杂的塑料制品。02在注射成型过程中，聚合物颗粒在加热和压缩下形成熔融态，然后通过注射机注入模具中，冷却固化后开模取出制品。注射成型压延成型是一种将热塑性塑料通过两个或多个反向旋转的辊筒进行加工的加工工艺。在压延成型过程中，熔融态的聚合物通过辊筒间的压力和剪切力作用，被加工成连续的片材或薄膜。压延成型具有产品厚度均匀、表面光滑、透明度高等优点，广泛应用于包装材料、建材、汽车等领域。压延成型05聚合物的粘性流

6、动模型广义牛顿模型适用于描述聚合物熔体和溶液的粘性流动，但不适用于描述高分子量聚合物或高剪切速率下的流动行为。广义牛顿模型是一种描述聚合物粘性流动的经典模型，它基于牛顿粘性定律，通过引入粘度函数来描述聚合物在不同剪切速率下的流动行为。粘度函数反映了聚合物分子量、温度、压力和剪切速率对粘度的影响，是预测聚合物加工过程中流动特性的重要参数。广义牛顿模型非牛顿流动通常表现为剪切变稀或剪切增稠现象，即随着剪切速率的增加，聚合物粘度减小或增加。非牛顿流动模型适用于描述聚合物熔体在加工过程中的复杂流动行为，如挤出、注射和纺丝等过程。非牛顿流动模型是指聚合物在加工过程中表现出与牛顿粘性定律不符的流动行为。非

7、牛顿流动模型123分子量分布是影响聚合物粘性流动的重要因素之一。分子量分布宽的聚合物熔体通常表现出更明显的非牛顿流动行为，因为不同分子量的聚合物分子对剪切速率的响应不同。在加工过程中，分子量分布较窄的聚合物熔体更容易加工，而分子量分布过宽可能导致加工困难和产品质量问题。分子量分布对粘性流动的影响06聚合物的粘性流动的优化和控制温度温度是影响聚合物粘度的重要参数。通过调整温度，可以改变聚合物的粘度，从而控制其流动行为。压力压力对聚合物的粘性流动也有显著影响。在加工过程中，通过施加适当的压力，可以促进聚合物的流动。剪切速率剪切速率决定了聚合物在加工过程中受到的剪切力的大小。通过调整剪切速率，可以优

8、化聚合物的流动性能。控制粘性流动的参数采用先进的加工设备，如高效混合器、精密挤出机等，可以提高加工效率。优化加工设备通过调整加工工艺参数，如温度、压力、剪切速率等，可以优化聚合物的流动性能，从而提高加工效率。优化加工工艺适当增加进料量可以提高加工设备的生产能力，从而提高加工效率。增加进料量提高加工效率的方法采用高效、低能耗的加工设备，如高效电动机、节能型加热系统等，可以降低能耗。采用节能设备优化工艺控制回收利用通过精确控制加工工艺参数，如温度、压力、剪切速率等，可以减少不必要的能耗。对加工过程中产生的废料进行回收利用，可以降低原材料的消耗，同时减少对环境的污染。030201降低能耗和减少污染的措施谢谢聆听