文档介绍：第1章塑料成型基础4
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流变学—研究物质变形与流动的科学。
粘流态的聚合物在外力作用下，相互交缠卷曲的大分子链将会沿受力方向发生解缠，伸直以及相对滑移，从而表现出一种变形量很大的宏观流动。
聚合物的流变学主要研究聚合物在外力作用下产生的应力、应变和应变速率等力学现象与自身粘度之间的关系，以及影响这些关系的各种因素。
u
F
0
x
u=0
r
R
du
dr
平板间的流体剪应力与速度梯度
层流? 紊流? 过渡流?
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湍流：
主体做轴向运动，同时有径向脉动；
特征：流体质点的脉动 。
层流：
* 流体质点做直线运动；
* 流体分层流动，层间不相混合、不碰撞；
* 流动阻力来源于层间粘性摩擦力。
过渡流：
不是独立流型（层流+湍流），
流体处于不稳定状态（易发生流型转变）。
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：
牛顿在研究液体流动时发现，温度一定时，低分子液
体在流动时的切应力和剪切速率之间存在着如下关系：
式中 —液层之间的单位距离内的速度差，称为速度梯度
—单位时间内的切应变，称为剪切速率。
—比例常数，称为剪切粘度或牛顿粘度。
凡是液体层流时符合牛顿流动规律的通称牛顿流体，其特征为应变随应力作用的时间线性地增加，且粘度保持不变（定温情况下），应变具有不可逆性质，应力解除后应变以永久变形保持下来。
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2. 指数流动规律：
式中 K—与聚合物和温度有关的常数，可反映聚合物熔体的粘稠性，称为粘度系数；
n—与聚合物和温度有关的常数，可反映聚合物熔体偏离牛顿流体性质的程度，称为非牛顿指数。
注： 在注射成型中，只有少数聚合物熔体的粘度对剪切速率不敏感如PA、PC等，除常把它们近似视为牛顿流体外，其它绝大多数的聚合物熔体都表现为非牛顿流体。这些聚合物熔体都近似地服从指数流动规律。
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（）
（称为流变方程） （）
（称为流动方程） （）
—
非牛顿液体的表观粘度。
上式可改写为：
就表观粘度的力学性质而言，它与牛顿粘度相同。但是，表观粘度表征的是非牛顿液体（服从指数流动规律）在外力的左右下抵抗剪切变形的能力。由于非牛顿液体的流动规律比较复杂，表观粘度除与流体本身的性质以及温度有关以外，还受剪切速率的影响，这就意味着外力的大小及其作用时间也能改变流体的粘稠性。
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讨论：
n＝1时， 这意味着非牛顿流体变为牛顿流体，所以，n值可以用来反映非牛顿也体偏离牛顿流体性质的程度。
n≠1时 ，绝对值∣1－n∣越大，流体的非牛顿性越强，剪切速率对表观粘度的影响越强。
其中n＜1时，称为假塑性液体。（在注射成型中，除了热固性聚合物和少数热塑性聚合物外，大多数聚合物熔体均有近似假塑性液体流变学的性质）
n ＞1时，称为膨胀性液体。（属于膨胀性液体的主要是一些固体含量较高的聚合物悬乳液）
n=1,但只有切应力达到或超过一定值后才能流动时,称为宾哈姆流体
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1
2
3
4
不同类型流体的流动曲线
1—膨胀性流体； 2—牛顿流体；
3—假塑性流体； 4—复合型流体 5—宾哈姆流体
剪切速率
切应力
5
1
2
3
剪切速率
表观粘度
不同类型流体的流变曲线
1—膨胀性流体； 2—牛顿流体；3—假塑性流体
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Ⅰ 假塑性流体：表观粘度随速度梯度的增大而减小。
几乎所有高分子溶液或溶体属于假塑性流体。
Ⅱ 胀塑性流体：表观粘度随速度梯度的增大而增大。
淀粉、硅酸盐等悬浮液属于胀塑性流体。
Ⅲ 粘塑性流体：当应力低于τ0 时，不流动；当应力