毛细管流变仪原理介绍全.ppt

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基本概念
流变学定义(Definitionofrheology)
剪切流动(Shear)
拉伸流动(Extensional)
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流变学-Rheology
流变学是研究材料流动与变形的学科
“thescienceofdeformationandflow”
Rheology:rheo(toflow)+logos(science)
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流变学
流变学是力学中一门较新的分支学科,它主要研究各种材料在应力、应变、温度、湿度、辐射等条件中与时间有关的变形和流动的规律。
研究方法主要有宏观与微观两种:
宏观法即经典的唯象研究方法,是将聚合物看作由连续质点组成,材料性能是位置的连续函数,研究材料的性能是从建立粘弹模型出发,进行应力-应变或应变速率分析。
微观法即分子流变学方法,是从分子运动的角度出发,对材料的力学行为和分子运动过程进行相互关联,提出材料结构与宏观流变行为的联系。(珠簧相空间理论、分子网络理论、蛇行管理论)
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领域
聚合物–我们需要理解熔体流动性能,从而设计模具等
食品–良好的外观、质地和加工特性
涂料–储存寿命和表面流平性能
墨水–打印清晰度和准确计量
医药–正确的配方定量,沉降性能等
还有:泥浆、钻井液、沥青、橡胶等
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聚合物加工实例
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非牛顿流体
流变学研究对象: 
包括非牛顿流体、粘弹性固体和流体与固体之间的物质(如悬浮体)。
对于高分子来说,绝大多数的成型加工都是熔融状态下进行的,特别是热塑性塑料加工。因此,高聚物在粘流温度下的流动性和弹性,是其成型加工的首要性能。
非牛顿流体定义:凡不服从牛顿粘性定律的流体称为非牛顿流体。
即:在一定温度下,流体剪切应力与剪切速率不成正比的线性关系,其粘度不是常数,而是随剪切应力或剪切速率而变化的非牛顿粘度η。
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剪切形变-流变学基本定义
剪切应力(Shearstress,σ)
单位面积所受的剪切力
剪切应变(Shearstrain,γ)
剪切形变除以高度
剪切(应变)速率(Shearrate,γ)
剪切应变的快慢
剪切粘度(Shearviscosity,η)
剪切应力除以剪切速率
.
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解释:
应力:单位面积上的力(多少)
应变:相对样品尺寸上的变形幅度(多大)
剪切速率:随时间应变的变化率(多快)
剪切粘度:在一定的条件下熔体是否容易流动
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基本概念-剪切
a
d
b
A
假设一个立方体的长宽高分别为a,b,d。
面积A=ab
高=d
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基本概念-剪切应力(Shearstress)
单位面积所受的剪切力(Theappliedforceperunitarea)
1N/m2=1Pa
剪切应力
Pa
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