物料粘度上升Shearrate剪切速率課件

8PolymerRheology高分子的流變特性PolymerPhysics高分子物理8PolymerRheology高分子的流變特性Po8.0Introduction前言8.0Introduction前言Rheology流變學(xué)當(dāng)高聚物熔體和溶液（簡(jiǎn)稱流體）在受外力作用時(shí)，既表現(xiàn)粘性流動(dòng)，又表現(xiàn)出彈性形變，因此稱為高聚物流體的流變性或流變行為.流變學(xué)是研究物質(zhì)流動(dòng)和變形的一門(mén)科學(xué)，涉及自然界各種流動(dòng)和變形過(guò)程。熱塑性聚合物的加工成型大多是利用其熔體的流動(dòng)性能。這種流動(dòng)態(tài)也是高聚物溶液的主要加工狀態(tài)。Rheology流變學(xué)當(dāng)高聚物熔體和溶液（簡(jiǎn)稱流體流變學(xué)是研究材料流動(dòng)和變形規(guī)律的一門(mén)科學(xué)聚合物的流動(dòng)，不是高分子鏈之間的簡(jiǎn)單滑移，而是運(yùn)動(dòng)單元依次躍遷的結(jié)果（蚯蚓蠕動(dòng)）聚合物流變行為強(qiáng)烈依賴于分子結(jié)構(gòu)、分子量及其分布、溫度、壓力、時(shí)間、作用力的性質(zhì)和大小等絕大數(shù)高分子成型加工是粘流態(tài)下加工的，如擠出，注射，吹塑等彈性形變及其后的松馳影響制品的外觀，尺寸穩(wěn)定性Rheology流變學(xué)流變性流動(dòng)變形粘性，不可逆過(guò)程，耗散能量彈性，可逆過(guò)程，儲(chǔ)存能量非線性粘彈性流變學(xué)是研究材料流動(dòng)和變形規(guī)律的一門(mén)科學(xué)RheologyConceptofRheology流變的概念Viscoelasticity粘彈性Elasticity彈性Viscocity粘性Rheology流變Deformation形變Flow流動(dòng)ConceptofRheology流變的概念V8.1MeltFlow液體流動(dòng)8.1MeltFlow液體流動(dòng)ShearFlowandViscosity

剪切流動(dòng)與粘度ShearrateShearstressShearstrain

:Meltviscosityvv+dvFFdxdyANewton'slaw剪切應(yīng)力剪切應(yīng)變切變速率1Pa

s=10poise(泊)牛頓流動(dòng)定律液體內(nèi)部反抗流動(dòng)的內(nèi)摩擦力牛頓流體的粘度僅與流體分子的結(jié)構(gòu)和溫度有關(guān)，與切應(yīng)力和切變速率無(wú)關(guān)ShearFlowandViscosity

剪切TypesofMeltFlow

液體流動(dòng)的類型類型Newtonian牛頓流體Non-Newtonian非牛頓流體Bingham賓漢Pseudoplastic假塑性Dilatant脹塑性Thixotropic觸變性曲線公式n<1n>1實(shí)例小分子瀝青高分子濃溶液高分子熔體顆粒填充高分子熔體PVC糊膠凍ShearrateShearstressShearrateShearstressShearrateShearstressShearrateShearstressTimeViscosity觸變性流凝性切力變稀屈服應(yīng)力切力變稠TypesofMeltFlow

液體流動(dòng)的類型類型Ne稠度系數(shù)非牛頓指數(shù)流動(dòng)指數(shù)PseudoplasticFluid 假塑性流體ShearThinningFluid 切力變稀體表觀粘度n<1Shearratedependenceofshearstressandapparentviscosityofpseudoplasticfluid冪律方程稠度系數(shù)非牛頓指數(shù)PseudoplasticFluid 對(duì)牛頓型流體，n=1對(duì)假塑性流體，n<1對(duì)脹塑性流體，n>1

n偏離1的程度越大，材料非牛頓性越強(qiáng)在不同的剪切速率范圍內(nèi)，同一種材料的n值不是常數(shù)通常剪切速率越大，n值越小溫度下降、分子量增大、填料量增多等，均使材料非線性性質(zhì)增強(qiáng)，使n下降填入軟化劑、增塑劑，則使n值增大PowerLaw 冪律方程對(duì)牛頓型流體，n=1在不同的剪切速率范圍內(nèi)，同一種材料的n8.2ViscousFlowofPolymers高分子的粘性流動(dòng)8.2ViscousFlowofPolymers高分CharacteristicsandMechanism

特點(diǎn)和機(jī)理特點(diǎn)粘度大多數(shù)屬假塑性流體有彈性效應(yīng)交聯(lián)高分子無(wú)粘流態(tài)ViscositiesofsomecommonmaterialsCompositionViscosity(Pa?s)ConsistencyAir10-5gaseousWater10-3fluidPolymerlatexes10-2fluidOliveoil橄欖油10-1liquidGlycerin甘油100liquidGoldenSyrup糖漿102thickliquidPolymermelts102~106toffee~likePitch瀝青109stiffPlastics1012glassyGlass1021rigid太妃糖CharacteristicsandMechanismFlowMechanism流動(dòng)機(jī)理小分子液體的流動(dòng)：分子向“孔穴”相繼躍遷smallmoleculeholeReptation

蛇行高分子熔體的流動(dòng)：鏈段向“孔穴”相繼躍遷FlowMechanism流動(dòng)機(jī)理小分子液體的Flowcurve 流動(dòng)曲線第一牛頓區(qū)

0零切粘度第二牛頓區(qū)

無(wú)窮切粘度，極限粘度假塑性區(qū)高分子普適流動(dòng)曲線log

流動(dòng)曲線斜率n<1隨切變速率增加，ηa值變小加工成型時(shí)，聚合物流體所經(jīng)受的切變速處于該范圍內(nèi)(100-103s-1)對(duì)大多數(shù)高分子熔體而言，→0時(shí)近似遵循牛頓流動(dòng)定律，其粘度稱零剪切粘度Flowcurve 流動(dòng)曲線第一牛頓區(qū)高分子普適流ExplanationinViewofEntanglement

鏈纏結(jié)觀點(diǎn)的解釋在分子熱運(yùn)動(dòng)的作用下，纏結(jié)點(diǎn)處于不斷的解體和重建的動(dòng)態(tài)平衡中，使整個(gè)熔體具有瞬變的空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，或稱擬網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，粘度正比于纏結(jié)點(diǎn)數(shù)目低剪切區(qū)：被剪切破壞的纏結(jié)來(lái)得及重建，纏結(jié)點(diǎn)密度不變，故粘度不變

第一牛頓區(qū)中等剪切區(qū)：纏結(jié)點(diǎn)被破壞的速度大于重建速度，粘度下降

假塑性區(qū)高剪切區(qū)：纏結(jié)點(diǎn)完全被破壞，來(lái)不及重建，粘度降低到最小值，并不再變化

第二牛頓區(qū)ExplanationinViewofEntanglExplanationinViewofOrientation

取向觀點(diǎn)的解釋在熔體流動(dòng)過(guò)程中，高分子鏈沿流動(dòng)方向取向，粘度反比于取向度低剪切區(qū)：分子鏈構(gòu)象變化慢，分子鏈有足夠時(shí)間進(jìn)行松弛，高分子鏈的構(gòu)象實(shí)際上沒(méi)有發(fā)生變化，因此粘度沒(méi)有明顯變化

第一牛頓區(qū)中等剪切區(qū)：取向占優(yōu)勢(shì)，高分子沒(méi)有足夠的時(shí)間充分松弛，使長(zhǎng)鏈大分子偏離原來(lái)的平衡構(gòu)象取向的大分子間相對(duì)流動(dòng)阻力減少，表觀粘度隨切變速率的增加而減小

假塑性區(qū)高剪切區(qū)：高分子鏈的取向達(dá)到極限狀態(tài)，取向度不再隨切變速率的增加而變化，表觀粘度又成為常數(shù)

第二牛頓區(qū)ExplanationinViewofOrienta8.3FactorsInfluencingViscosityofPolymer影響高分子的粘度的因素8.3FactorsInfluencingViscos影響因素實(shí)驗(yàn)條件、生產(chǎn)工藝條件（溫度T、壓力P、剪切速度或剪切應(yīng)力等）大分子結(jié)構(gòu)參數(shù)（平均分子量、分子量分布、長(zhǎng)鏈支化度等）物料結(jié)構(gòu)及成分（配方成分，如添料、軟化劑等）影響高分子的粘度的因素影實(shí)驗(yàn)條件、生產(chǎn)工藝條件大分子結(jié)構(gòu)參數(shù)物料結(jié)構(gòu)及成分影響高分Temperature

溫度溫度升高時(shí)，粘度下降剪切變稀臨界應(yīng)變速率降低溫度升高，分子熱運(yùn)動(dòng)加劇，分子間距增大，自由體積增多，使鏈段易于活動(dòng)，內(nèi)摩擦減少，粘度下降

Temperature

溫度溫度升高時(shí)，粘度下降溫度升高，Temperature

溫度高分子的加工溫度Tf

~Td在高分子加工中，溫度是進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)的重要手段極性大、剛性大的高分子一般溫度敏感性高ActivationenergyPolymer

E

(kJ/mol)Polysiloxane聚二甲基硅氧烷16.7HDPE高密度聚乙烯26.3-29.2LDPE低密度聚乙烯48.8PP聚丙烯37.5-41.7BR聚丁二烯19.6-33.3NR天然橡膠33.3-39.7IR聚異丁烯50-62.5PS聚苯乙烯94.6-104.2P-MS聚苯乙烯133.3PA聚酰胺63.9PET聚對(duì)苯二甲酸乙二酯79.2PC聚碳酸酯108.3-125PVC-U硬聚氯乙烯147-168PVC-P增塑聚氯乙烯210-315PVAc聚醋酸乙烯酯250Cellulose纖維素醋酸酯293.3Arrhenius方程適用范圍：T>Tf極性剛性Temperature

溫度高分子的加工溫度Tf~TdTemperature

溫度Activationenergy粘流活化能是描述材料粘-溫依賴性的物理量，表示流動(dòng)單元（即鏈段）用于克服位壘，由原位置躍遷到附近“空穴”所需的最小能量粘流活化能反映粘度變化的溫度敏感性高分子液體的流動(dòng)單元是鏈段。因此，粘流活化能的大小與分子鏈結(jié)構(gòu)有關(guān)，而與總分子量關(guān)系不大

一般說(shuō)來(lái)，分子鏈剛性大、極性強(qiáng)，或含有較大側(cè)基，鏈段體積大，粘流活化能較高，如PVC、PC、纖維素等加工過(guò)程采用提高溫度的方法來(lái)調(diào)節(jié)流動(dòng)性柔性較好的線形高分子，粘流活化能較低

加工過(guò)程，不能單靠提高溫度，而要改變切變速率來(lái)改善流動(dòng)性Temperature

溫度ActivationenerWLFparametersPolymerC1C2Tg,KNR16.753.6200IR16.6104202PS14.550.4373PU15.632.6238PEMA17.665.5335Universalconstants17.4451.6適用范圍：Tg~Tg+100℃WLFequationWLF方程WLFparametersPolymerC1C2Tg,KPressure

壓力溫度和壓力對(duì)PMMA的粘度的影響壓力升高時(shí)，物料粘度上升

Pressure

壓力溫度和壓力對(duì)PMMA的粘度的影響壓力Shearrate 剪切速率

第一牛頓區(qū)第二牛頓區(qū)假塑區(qū)n=1n=1n

1多數(shù)高分子的表觀粘度隨剪切速率的增加而下降，是進(jìn)行粘度調(diào)節(jié)的重要手段柔性大的高分子一般剪切敏感性高UniversalflowcurveofpolymersShearrate 剪切速率

第一第二假塑區(qū)n=Shearrate 剪切速率各種加工方法所對(duì)應(yīng)的剪切速率范圍加工方法剪切速率/s-1加工方法剪切速率/s-1壓制100-101開(kāi)煉、壓延5

101-5

102紡絲102-105密煉5

102-103注射103-105擠出101-103

剪切變稀效應(yīng)對(duì)高分子材料加工具有重要意義流動(dòng)曲線的差異反映分子鏈結(jié)構(gòu)及流動(dòng)機(jī)理的差別分子量較大的柔性分子鏈，在剪切流場(chǎng)中易發(fā)生解纏結(jié)和取向，粘-切依賴性較大長(zhǎng)鏈分子在強(qiáng)剪切場(chǎng)中還可能發(fā)生斷裂，分子量下降，也導(dǎo)致粘度降低

Shearrate 剪切速率各種加工方法所對(duì)應(yīng)的剪切Temperature-andshear-sensitivepolymers溫敏性和切敏性高分子柔性大的高分子一般剪切敏感性高極性大、剛性大的高分子一般溫度敏感性高2.42.22.01.8234CellulosePSPMMAPCPEPOMPVC1/T103(K1)loga

(Pas)0123234ChloridepolyetherPEPSCellulosePCloga

(Pas)(s1)隨切變速率升高，易改變構(gòu)象，破壞纏結(jié)改變構(gòu)象比較難提高切變速率(切應(yīng)力)(即提高擠出機(jī)的螺桿轉(zhuǎn)速、注射機(jī)的注射壓力），可調(diào)節(jié)流動(dòng)Temperature-andshear-sensitiMolecularweightanddistribution

分子量和分子量分布的影響M

log

0臨界纏結(jié)分子量

PolymerMc(g/mol)PE3500PP7000PS35000PVC6200PMMA30000PVAc25000PAN1300PB6000PI10000PET6000PA-65000PC3000線形高分子出現(xiàn)高彈平臺(tái)的臨界分子量平均分子量小于臨界纏結(jié)分子量時(shí)，零剪切粘度與分子量基本成正比分子量大到分子鏈間相互纏結(jié)，粘度隨分子量的3.1-3.4次方律迅速猛增MolecularweightanddistributMolecularweightanddistribution

分子量和分子量分布的影響分子量增大，還使剪切變稀臨界切變速率降低，非牛頓流動(dòng)性突出其原因是，分子量大，變形松弛時(shí)間長(zhǎng)，流動(dòng)中發(fā)生取向的分子鏈不易恢復(fù)原形，因此較早地出現(xiàn)流動(dòng)阻力減少的現(xiàn)象183℃/PS242k217k179k117k48.5kMolecularweightanddistributlog

HighMWLowMW分子量的影響

從成型加工的角度降低分子量可增加流動(dòng)性，改善加工性能，但會(huì)影響制品的力學(xué)強(qiáng)度和橡膠的彈性橡膠行業(yè)采用大功率煉膠機(jī)破碎、塑煉膠料

不同加工方法對(duì)分子量要求不一樣注塑成型分子量較低，擠出成型分子量較高，吹塑(中空容器)則介于兩者之間

不同用途的高分子對(duì)分子量要求不一樣合成橡膠20萬(wàn)，合成纖維2萬(wàn)，塑料介于兩者之間logHighMWLowMW分子量的影響從成型加工的分子量分布的影響

分子量分布較窄的高聚物，熔體粘度主要由重均分子量決定分子量分布較寬的高聚物，黏度可能與重均分子量沒(méi)有嚴(yán)格的關(guān)系分子量分布較寬的高聚物，其高分子量部分對(duì)零切粘度的貢獻(xiàn)大兩個(gè)重均分子量相同的高聚物，分子量分布較寬的可能具有較高的零切粘度分子量分布較寬的高聚物，出現(xiàn)非牛頓流動(dòng)的剪切速率低紡絲和塑料的注塑、擠出加工中，剪切速率都比較高，寬分布的流動(dòng)性比較好，有利于加工log

WideMWDNarrowMWD分布加寬時(shí)，低分子量級(jí)分起內(nèi)增塑作用，粘流溫度下降，切變速率敏感性大，流動(dòng)性及加工行為改善分子量分布的影響分子量分布較窄的高聚物，熔體粘度主要由重均Chainstructure

分子鏈結(jié)構(gòu)分子間作用力

鏈剛性

纏結(jié)點(diǎn)

粘度

鏈段長(zhǎng)度

Chainstructure 分子鏈結(jié)構(gòu)分子間作用力鏈分子鏈支化的影響短支化時(shí),相當(dāng)于自由體積增大,流動(dòng)空間增大,從而粘度減小長(zhǎng)支化時(shí),相當(dāng)長(zhǎng)鏈分子增多,易纏結(jié),從而粘度增加分子鏈支化的影響短支化時(shí),相當(dāng)于自由體積增大,流動(dòng)空間增Meltstructure 熔體結(jié)構(gòu)乳液法PVC懸浮法PVC初級(jí)粒子未熔融，為剛性單元，相互間作用較小，能相互滑移初級(jí)粒子已熔融，與懸浮法聚合的差別消失160－200C>200C粘度低粘度高M(jìn)eltstructure 熔體結(jié)構(gòu)乳液法PVC懸浮法Blending 共混相容體系相形態(tài)粘度不相容體系均相非均相（多相）海-島結(jié)構(gòu)粘度低互鎖結(jié)構(gòu)粘度高在流動(dòng)體系中，低粘度組分傾向于成為連續(xù)相，把高粘度組分包在里面，從而使整個(gè)共混物的粘度下降η1和η2分別為兩種純高聚物的粘度，

1和

2則分別是它們的體積分?jǐn)?shù)Blending 共混相容體系相形態(tài)粘度不相容體系均相非Filling填充填充體系的粘度高分子的粘度填料的體積分?jǐn)?shù)FormationofDilatant脹塑性流體的形成粒子處于密集型狀態(tài)，其空隙被液體填充剪切應(yīng)力較低時(shí)，粒子排列不發(fā)生紊亂，表現(xiàn)為較好的流動(dòng)性剪切應(yīng)力較大時(shí)，粒子間隙不能很好地吸收液體而形成塊狀集合體，增大粒子間的摩擦力，降低流體的流動(dòng)性Filling填充填充體系的粘度高分子的粘度填料的8.4ElasticEffectsinPolymerMelt高分子熔體的彈性效應(yīng)8.4ElasticEffectsinPolymerPhenomenaoftheelasticeffect高分子流體是彈性液體，在切應(yīng)力作用下，不但表現(xiàn)出粘性行為，產(chǎn)生不可逆形變，而且表現(xiàn)出彈性(熵彈性)行為，產(chǎn)生可回復(fù)的形變高分子粘流過(guò)程中伴隨著可逆的高彈形變，這是高分子熔體區(qū)別于低分子液體的重要特征之一彈性效應(yīng)的表現(xiàn)Weissenbergeffect

（韋森堡效應(yīng)）Dieswell

（擠出脹大）Unstableflow（不穩(wěn)定流動(dòng)）PhenomenaoftheelasticeffecMechanismoftheelasticeffect高分子熔體的流動(dòng)是各鏈段運(yùn)動(dòng)的總結(jié)果在外力作用下，高分子鏈順流動(dòng)方向取向外力消失后，鏈要重新蜷曲起來(lái)，形變部分回復(fù)彈性形變的發(fā)展和回復(fù)都是松弛過(guò)程分子量大、外力作用時(shí)間短、溫度高于熔點(diǎn)以上不多時(shí)，彈性效應(yīng)明顯MechanismoftheelasticeffecNormalStressDifferences

法向應(yīng)力差NormalStress法向應(yīng)力

11：流動(dòng)方向

22：與層流平面垂直方向

33：與1、2垂直的方向

11

22

33

Newtonianfluid第一法向應(yīng)力差第二法向應(yīng)力差PolymermeltNormalStressDifferences

法向應(yīng)WHATCAUSESNORMALSTRESSES?WHATCAUSESNORMALSTRESSES?物料粘度上升Shearrate剪切速率課件Weissenbergeffect 韋森堡效應(yīng)，包軸現(xiàn)象NewtonianliquidPolymerfluidWhenarotatingrodisplacedintoavesselcontainingafluidApolymermeltoraconcentratedpolymersolutionmovestowardtherod,climbingitANewtonianliquidwouldbeforcedtowardtherimofthevesselbyinertiaExplanation軸在液體中旋轉(zhuǎn)時(shí)，離軸越遠(yuǎn)的地方剪切速率越大，故法向應(yīng)力越大，相應(yīng)地，高分子鏈的彈性回復(fù)力越大，從而使熔體沿軸向上擠，形成包軸現(xiàn)象Weissenbergeffect 韋森堡效應(yīng)，包軸現(xiàn)象NWeissenbergeffect Weissenbergeffect 轉(zhuǎn)軸表面線速度較高，靠近轉(zhuǎn)軸表面的分子鏈被拉伸取向，并纏繞在軸上，經(jīng)拉伸取向后的分子鏈段有自發(fā)恢復(fù)到卷曲構(gòu)象的傾向，造成在封閉圓環(huán)上液體的拉力，這種拉力力圖使圓環(huán)直徑變小，因而產(chǎn)生了向心法向應(yīng)力，使液體產(chǎn)生向心運(yùn)動(dòng)，直到與液體的慣性力（離心力）相平衡。液體的向心流動(dòng)必然造成圓環(huán)中心的密度和壓力增大的狀況。壓力的增大表現(xiàn)在各個(gè)方向上，其中也使與轉(zhuǎn)軸線平行的方向上產(chǎn)生應(yīng)力，稱為軸向應(yīng)力。由于液體上部的壓力較低，因此液體產(chǎn)生了沿軸上升的運(yùn)動(dòng)（與重力平衡）。爬桿效應(yīng)的原因：轉(zhuǎn)軸表面線速度較高，靠近轉(zhuǎn)軸表面的分子鏈被拉伸取向，并纏繞在物料粘度上升Shearrate剪切速率課件Dieswell(Baruseffect)

擠出脹大(Barus效應(yīng))DieswellphenomenaWhenaviscoelasticfluidisextruded,itflowsfromthedieandretracts.Thisresultsinswellingtoamuchgreaterdiameterthanthatofthedie高分子熔體被強(qiáng)迫擠出口模時(shí)，擠出物尺寸大于口模尺寸，截面形狀也發(fā)生變化的現(xiàn)象脹大比die影響高分子熔體彈性的因素，也影響擠出脹大行為擠出溫度升高，或速度下降，或加入填料，導(dǎo)致熔體彈性形變減少，擠出脹大減輕Dieswell(Baruseffect)擠出脹大ExplanationofDieswell從熵彈性角度考慮，無(wú)規(guī)線團(tuán)狀大分子鏈在口模入口區(qū)被強(qiáng)烈拉伸，構(gòu)象熵減少。構(gòu)象變化在口模內(nèi)部部分得到松弛，仍有部分直到擠出口模后才回復(fù)擠出后，分子鏈回復(fù)到新的無(wú)規(guī)線團(tuán)構(gòu)象，使熵值升高而脹大熔體在口模中流動(dòng)時(shí)，法向應(yīng)力差所產(chǎn)生的彈性形變?cè)诔隹谀：笠惨貜?fù)13221?？兹肟谔幜骶€收斂，在流動(dòng)方向產(chǎn)生速度梯度，因而高分子熔體在拉力下產(chǎn)生拉伸彈性形變

口模較短時(shí)，這部分形變來(lái)不及完全松弛掉，出口模時(shí)發(fā)生彈性回復(fù)ExplanationofDieswell從熵彈性角度Unstableflow(Meltbreakup)

不穩(wěn)定流動(dòng)（熔體破裂）UnstableflowPhenomena波浪鯊魚(yú)皮竹節(jié)螺旋不規(guī)則破碎ABCExplanation高彈湍流：高切變速率下，當(dāng)高彈形變的儲(chǔ)能超過(guò)克服粘滯阻力的流動(dòng)能量時(shí)產(chǎn)生的不穩(wěn)定流動(dòng)擠出速率(或剪切應(yīng)力)>臨界值，熔體從口模擠出后易發(fā)生彈性湍流隨擠出速率增大，可先后出現(xiàn)波浪形、鯊魚(yú)皮形、竹節(jié)形、螺旋形畸變，最后導(dǎo)致完全無(wú)規(guī)則的熔體破裂Unstableflow(Meltbreakup)

Unstableflow(Meltbreakup)

不穩(wěn)定流動(dòng)（熔體破裂）不穩(wěn)定流動(dòng)是高分子液體彈性行為的表現(xiàn)熔體破裂現(xiàn)象，與熔體的非線性粘彈性、分子鏈在剪切流場(chǎng)中的取向和解取向（構(gòu)象變化及分子鏈松弛的滯后性）、纏結(jié)和解纏結(jié)、外部工藝條件諸因素有關(guān)從形變能的觀點(diǎn)看，高分子液體的彈性貯能本領(lǐng)有限。當(dāng)外力作用速率很大，外界賦予液體的形變能遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出液體可承受的極限，多余的能量將以其它形式表現(xiàn)出來(lái)，其中產(chǎn)生新表面、消耗表面能是一種形式，即發(fā)生熔體破裂Unstableflow(Meltbreakup)

無(wú)管虹吸對(duì)牛頓型流體，當(dāng)虹吸管提高到離開(kāi)液面時(shí)，虹吸現(xiàn)象立即終止對(duì)高分子液體，當(dāng)虹吸管升離液面后，杯中液體仍能源源不斷地從虹吸管流出，這種現(xiàn)象稱無(wú)管虹吸效應(yīng)

該現(xiàn)象與高分子液體的彈性行為有關(guān)液體的這種彈性使之容易產(chǎn)生拉伸流動(dòng)，拉伸液流的自由表面相當(dāng)穩(wěn)定，因而具有良好的紡絲和成膜能力

無(wú)管虹吸對(duì)牛頓型流體，當(dāng)虹吸管提高到離開(kāi)液面時(shí)，虹吸現(xiàn)象立即8.5TensileViscosity拉伸粘度8.5TensileViscosity拉伸粘度剪切流動(dòng)：速度梯度場(chǎng)垂直于流動(dòng)方向拉伸流動(dòng)：速度梯度場(chǎng)平行于流動(dòng)方向紡絲時(shí)熔體離開(kāi)噴絲孔后的牽伸吹塑成型時(shí)熔體離開(kāi)口模后的流動(dòng)其他有流線收斂或發(fā)散的流動(dòng)Tensileflow

拉伸流動(dòng)..................................Meltspinning纖維紡絲過(guò)程為一維的單軸拉伸薄膜吹塑過(guò)程屬二維的雙向拉伸其它高分子材料加工過(guò)程，如壓延、擠出、注塑，也存在拉伸流動(dòng)凡是彈性液體流經(jīng)截面有顯著變化的流道時(shí)，都有拉伸流動(dòng)存在剪切流動(dòng)：速度梯度場(chǎng)垂直于流動(dòng)方向Tensileflow單軸拉伸Tensileviscosity

拉伸粘度（特魯頓粘度）NewtonianfluidTensilestressTensileviscosityTensilerate雙軸拉伸單軸拉伸Tensileviscosity

拉伸粘度（特魯Tensileviscosityofpolymermelt

高分子熔體的拉伸粘度PSHDPE3456345log

a

(Pas)(Pa)76IIRPMMAPAABSPOMLDPEPPABC拉伸粘度與分子結(jié)構(gòu)、分子量、分子量分布、鏈纏結(jié)、取向等有關(guān)機(jī)理和規(guī)律???低聚合度的線形聚合物高聚合度支化聚合物高聚合度線形聚合物Tensileviscosityofpolymerm8.6MethodstoMeasureMeltViscosity熔體粘度的測(cè)定方法8.6MethodstoMeasureMeltViBallViscometer 落球粘度計(jì)abr,

sv,lStock’sequationEquationinuse儀器常數(shù)小球由a落到b所需時(shí)間BallViscometer 落球粘度計(jì)abr,sv切應(yīng)力CapillaryViscometer 毛細(xì)管粘度計(jì)測(cè)力頭十字頭活塞桿料筒熔體毛細(xì)管表觀切變速率實(shí)際切變速率表觀粘度毛細(xì)管半徑毛細(xì)管長(zhǎng)度料筒直徑力十字頭下降速率可以得到流動(dòng)曲線和粘流活化能非牛頓指數(shù)切應(yīng)力CapillaryViscometer 毛細(xì)管粘度Meltflowrate

熔體流動(dòng)速率MeltFlowRate（熔體流動(dòng)速率,MFR）MeltingIndex（熔融指數(shù),MI）高分子熔體在一定溫度和負(fù)荷下，單位時(shí)間內(nèi)從標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管中流出的重量，g/10min砝碼活塞桿料筒熔體毛細(xì)管熔融指數(shù)與分子量的關(guān)系Meltflowrate

熔體流動(dòng)速率MeltFlow平行板式Rotationalviscometer 旋轉(zhuǎn)粘度計(jì)

錐板式圓筒式

2R切應(yīng)力切變速率角速度錐板夾角轉(zhuǎn)矩熔體粘度錐板半徑平行板式Rotationalviscometer 旋轉(zhuǎn)粘度MooneyIndex

門(mén)尼粘度MooneyIndex（門(mén)尼粘度）在一定溫度下（通常100C）和一定的轉(zhuǎn)子速度下，測(cè)定未硫化的橡膠對(duì)轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的阻力預(yù)熱3min轉(zhuǎn)動(dòng)4min100CMooneyIndex門(mén)尼粘度MooneyIndexComparisonofthemethods

熔體粘度測(cè)定方法的比較儀