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1、第5章聚合物的分子运动与转变聚合物的粘性流动 Viscous flow (Rheology)3.1 高聚物粘性流动特点一、高分子链运动则产生流动，通过链段位移完成Arrhenius公式： 正比于E流动活化能（ E）测量值(3.4 kJ/mol)，远低于按分子量计算值(2.1兆焦/mol);聚烯烃测量值在nc=2030（碳数目）达到限值。5.3.1 聚合物粘性流动的特点(1) 高分子的流动是通过链段的协同运动来完成的 。(所以粘度大, 流动性差)n高分子的流动不是简单的整个分子的迁移，而是通 过链段的相继跃迁来实现的。形象地说，这种链段 类似于蚯蚓的蠕动。(2) 高分子流动不符合牛顿流体的流动规
2、律对于牛顿流体，粘度不随剪切速率和剪切应力的 大小而改变。切应力切应变各种流体的性质tNPDtcBN: 牛顿流体P: 假塑性流体D: 膨胀性流体B: 宾汉流体tNPDB(3) 高分子流动时伴有弹性形变高分子的流动并不是高分子链之间简单滑移的结果, 而是各个链段协同运动的总结果. 在外力作用下, 高分子链(链段)不可避免地要在外力作用的方向有所伸展(取向), 当外力撤除后, 高分子链又会卷曲(解取向), 因而整个形变要回复一部分, 表现出高弹形变的特性高聚物流体弹性：分子链构象不断变化粘性：流动中分子链相对移动 非牛顿流体非牛顿流体的流变行为用幂律方程表示K, n = const.n = 1,
3、牛顿流体 n与1相差越大, 偏 离牛顿流体的程 度越强n 1, 膨胀性流体n Tg+100高分子流动时的运动单元: 链段(的协同运动)E 由链段的运动能力决定, 与分子链的 柔顺性有关, 而与分子量无关!柔性链刚性链E小E大粘度对温度不敏感 对剪切速率敏感粘度对温度敏感温敏材料切敏材料aTPCPEPOMPS醋酸纤维aPEPSPC醋酸纤维(2) 粘度的分子量依赖性分子量M大, 分子链越长, 链段数越多, 要这么多的链 段协同起来朝一个方向运动相对来说要难些。此外, 分子链越长, 分子间发生缠结作用的几率大, 从而流 动阻力增大, 粘度增加。M MclogalogMlogMc(3) 粘度的分子量分
4、布的依赖性现有分子量相同 而分子量分布不 同的两个试样低剪切速率时，高分子量部分为主要因素；高剪切速率时，低分子量部分为主要因素。logaHigh distributionSmall distributionWhy?(4) 分子链支化的影响短支化时, 相当于自由体积 增大, 流动空间增大, 从而粘 度减小长支化时, 相当长链分子增 多, 易缠结, 从而粘度增加ExamplesTf Td加工中如何办？PANTf Td熔融纺丝溶液纺丝PS熔融加工溶液成型PVC5.3.6 高聚物流体流动中的弹性表现高聚物流体是一种兼有粘性和弹性的液体. 特别是 当分子量大, 外力作用时间短或速度很快, 温度在 熔点以上不多时, 弹性效应显著 ( ? )Weissenberg 韦森堡效应(亦称法向效应或 爬杆效应)Balus 包拉斯效应（亦称挤出涨大）不稳定流动本讲小结o高分子粘性流动的特点o牛顿流体与非牛顿流体o粘流温度与粘流活化能o剪切粘度与其影响因素o流动曲线o高分子粘性流动中的弹性效应
