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1、3 第三章第三章 聚合物的流变行为聚合物的流变行为The Rheological Behavior of Polymers 3.4 聚合物流体在管和槽中的流动聚合物流体在管和槽中的流动 聚合物可以采用各种各样的加工方式，如：聚合物可以采用各种各样的加工方式，如：聚合物可以采用各种各样的加工方式，如：聚合物可以采用各种各样的加工方式，如：注射、挤出、吹塑、模压或压延等。注射、挤出、吹塑、模压或压延等。注射、挤出、吹塑、模压或压延等。注射、挤出、吹塑、模压或压延等。 尽管加工与成型设备种类繁多，结构复杂，尽管加工与成型设备种类繁多，结构复杂，尽管加工与成型设备种类繁多，结构复杂，尽管加工与成型设备
2、种类繁多，结构复杂，但这些设备的流道，口模或模具的形状仍是由一些但这些设备的流道，口模或模具的形状仍是由一些但这些设备的流道，口模或模具的形状仍是由一些但这些设备的流道，口模或模具的形状仍是由一些截面形状简单截面形状简单截面形状简单截面形状简单( (如圆形、环形、狭缝、矩形、梯形及如圆形、环形、狭缝、矩形、梯形及如圆形、环形、狭缝、矩形、梯形及如圆形、环形、狭缝、矩形、梯形及椭圆形等椭圆形等椭圆形等椭圆形等) )的管道所构成。的管道所构成。的管道所构成。的管道所构成。圆形与狭缝形管道圆形与狭缝形管道圆形与狭缝形管道圆形与狭缝形管道 聚合物液体的流变行为很复杂，所受的影响因素很多：聚合物液体的流
3、变行为很复杂，所受的影响因素很多：聚合物体积可压缩聚合物体积可压缩密度将发生变化密度将发生变化在在高剪切作用高剪切作用下，液体在下，液体在管壁处会产生滑动管壁处会产生滑动粘度变化；粘度变化；流道各处温度不同流道各处温度不同（粘度、密度、流速、体积流率等变化）。（粘度、密度、流速、体积流率等变化）。压力降和压力降和速度变化速度变化粘滞阻力粘滞阻力管道阻力管道阻力管道截面形状、尺寸变化管道截面形状、尺寸变化 压压力、流速分布和力、流速分布和流率的变化流率的变化 由于分子连段和无规线团的旋转和舒展，并由于分子连段和无规线团的旋转和舒展，并由于分子连段和无规线团的旋转和舒展，并由于分子连段和无规线团的
4、旋转和舒展，并非严格层流，但大多数聚合物的粘度很高，雷非严格层流，但大多数聚合物的粘度很高，雷非严格层流，但大多数聚合物的粘度很高，雷非严格层流，但大多数聚合物的粘度很高，雷诺准数不大，为简化分析计算过程，进行四个诺准数不大，为简化分析计算过程，进行四个诺准数不大，为简化分析计算过程，进行四个诺准数不大，为简化分析计算过程，进行四个假设：假设：假设：假设： （1 1）液体不可压缩）液体不可压缩）液体不可压缩）液体不可压缩 （2 2）等温流动）等温流动）等温流动）等温流动 （3 3）管壁处无滑移）管壁处无滑移）管壁处无滑移）管壁处无滑移( (管壁流速为管壁流速为管壁流速为管壁流速为0)0) （4
5、 4）粘度不随时间变化）粘度不随时间变化）粘度不随时间变化）粘度不随时间变化 实践证明假设可行，影响不大。实践证明假设可行，影响不大。实践证明假设可行，影响不大。实践证明假设可行，影响不大。 具有均匀具有均匀具有均匀具有均匀圆形截面圆形截面圆形截面圆形截面且沿管轴方向半径均保且沿管轴方向半径均保且沿管轴方向半径均保且沿管轴方向半径均保持恒定的简单圆形管道是很多加工和成型设备持恒定的简单圆形管道是很多加工和成型设备持恒定的简单圆形管道是很多加工和成型设备持恒定的简单圆形管道是很多加工和成型设备中中中中最常用最常用最常用最常用的通道形式。的通道形式。的通道形式。的通道形式。 如注射设备的如注射设备
6、的如注射设备的如注射设备的喷嘴、浇口或流道喷嘴、浇口或流道喷嘴、浇口或流道喷嘴、浇口或流道，挤出机，挤出机，挤出机，挤出机机头通道或口模机头通道或口模机头通道或口模机头通道或口模以及纤维纺丝的以及纤维纺丝的以及纤维纺丝的以及纤维纺丝的喷丝板孔道喷丝板孔道喷丝板孔道喷丝板孔道等等等等大多采用圆形截面。大多采用圆形截面。大多采用圆形截面。大多采用圆形截面。 在简单圆管中液体通常在在简单圆管中液体通常在在简单圆管中液体通常在在简单圆管中液体通常在压力压力压力压力作用下只产作用下只产作用下只产作用下只产生生生生一维剪切一维剪切一维剪切一维剪切流动。流动。流动。流动。液柱单元受力分析：液柱单元受力分析：
7、A向向B作等温稳定滞流流动，作等温稳定滞流流动，有压力降有压力降F1：自：自A向向B流动的推力流动的推力F2：粘滞作用阻力；：粘滞作用阻力；F3：外侧剪切流动阻力：外侧剪切流动阻力整理得：整理得：整理得：整理得：管中心处管中心处管中心处管中心处r=0r=0时，时，时，时，=0=0；管壁处；管壁处；管壁处；管壁处r=Rr=R时时时时， 即即说明：剪应力在液体中的分布与半径说明：剪应力在液体中的分布与半径说明：剪应力在液体中的分布与半径说明：剪应力在液体中的分布与半径r r成正比成正比成正比成正比。 剪应力剪应力分布流速v体积流动速率Q代入代入代入代入得得得得又又又又体积流动速率体积流动速率体积流
8、动速率体积流动速率剪切速率剪切速率对比得对比得对比得对比得管壁处的剪切速率为：管壁处的剪切速率为：管壁处的剪切速率为：管壁处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为：流速v任意半径处的流体流速为：任意半径处的流体流速为：任意半径处的流体流速为：任意半径处的流体流速为：管中心处管中心处管中心处管中心处r=0r=0时，时，时，时，管壁处管壁处管壁处管壁处, , vR =0平均流速平均流速平均流速平均流速任意处液体流速分布任意处液体流速分布任意处液体流速分布任意处液体流速分布 说明牛顿流体在圆形管道中流动时速度分布说明牛顿流体在圆形
9、管道中流动时速度分布说明牛顿流体在圆形管道中流动时速度分布说明牛顿流体在圆形管道中流动时速度分布呈抛物线形呈抛物线形呈抛物线形呈抛物线形体积流动速率体积流动速率Q Q代入上式得代入上式得代入上式得代入上式得流速v代入上式得代入上式得代入上式得代入上式得任意半径处的流速：任意半径处的流速：圆管中心处速度：圆管中心处速度：平均流速：平均流速：圆管中任一半径处速度与平均速度的关系：圆管中任一半径处速度与平均速度的关系：剪切速率剪切速率剪切速率剪切速率对比得对比得对比得对比得管壁处的剪切速率为：管壁处的剪切速率为：管壁处的剪切速率为：管壁处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为：
10、任意半径处的剪切速率为：任意半径处的剪切速率为： 圆管中任一半径处速度与平均速度的关系：圆管中任一半径处速度与平均速度的关系：圆管中任一半径处速度与平均速度的关系：圆管中任一半径处速度与平均速度的关系： 根据上式，取不同的根据上式，取不同的根据上式，取不同的根据上式，取不同的n n值，以值，以值，以值，以v vr r/ v/ v对对对对r/Rr/R作图作图作图作图可得流速分布曲线。可得流速分布曲线。可得流速分布曲线。可得流速分布曲线。 n=1 n=1为牛顿液体，曲线为抛物线；为牛顿液体，曲线为抛物线；为牛顿液体，曲线为抛物线；为牛顿液体，曲线为抛物线； n1 n1为膨胀性液体，为膨胀性液体，为
11、膨胀性液体，为膨胀性液体，n n越大，曲线越接近锥形越大，曲线越接近锥形越大，曲线越接近锥形越大，曲线越接近锥形 n1 n1为假塑性液体，为假塑性液体，为假塑性液体，为假塑性液体，n n越小，曲线越接近柱塞形，越小，曲线越接近柱塞形，越小，曲线越接近柱塞形，越小，曲线越接近柱塞形，这种流动称为柱塞流动。这种流动称为柱塞流动。这种流动称为柱塞流动。这种流动称为柱塞流动。n值不同时圆管中流动液体的速度分布圆形管中的柱塞流动速度分布圆形管中的柱塞流动速度分布宾汉液体具有更明显的柱塞流动特征宾汉液体具有更明显的柱塞流动特征将其流速分布分为两将其流速分布分为两部分：部分：中心：中心：rr*，r*， y，
12、剪剪切流动；切流动；r=r*， =y，过度区过度区柱塞形流动（柱塞形流动（a）与抛物线形流动（）与抛物线形流动（b）的比）的比较较由于柱塞流动中液体受到由于柱塞流动中液体受到的的剪切力作用小，剪切力作用小，所以混所以混合效果差，制品性能不好，合效果差，制品性能不好，抛物线流动中有旋涡的存抛物线流动中有旋涡的存在，混合效果好。在，混合效果好。如：如：PVC、PP柱塞流动柱塞流动 PE无柱塞流动，染色无柱塞流动，染色 均匀。均匀。 可看出，非牛顿流体在圆管中的流动是稳的。可看出，非牛顿流体在圆管中的流动是稳的。可看出，非牛顿流体在圆管中的流动是稳的。可看出，非牛顿流体在圆管中的流动是稳的。剪应力呈
13、线性分布，管壁处剪应力和剪切速率最大，剪应力呈线性分布，管壁处剪应力和剪切速率最大，剪应力呈线性分布，管壁处剪应力和剪切速率最大，剪应力呈线性分布，管壁处剪应力和剪切速率最大，中心流速最大。中心流速最大。中心流速最大。中心流速最大。 实际情况：实际情况：实际情况：实际情况： 管壁处流速不为零。管壁处流速不为零。管壁处流速不为零。管壁处流速不为零。 原因：原因：原因：原因： 1 1、有滑动存在。、有滑动存在。、有滑动存在。、有滑动存在。 2 2、加入润滑剂，滑动变大。（、加入润滑剂，滑动变大。（、加入润滑剂，滑动变大。（、加入润滑剂，滑动变大。（PVCPVC加入硬脂加入硬脂加入硬脂加入硬脂酸）酸
14、）酸）酸） 3 3、悬浮液可能分层，管壁粘度较小。、悬浮液可能分层，管壁粘度较小。、悬浮液可能分层，管壁粘度较小。、悬浮液可能分层，管壁粘度较小。 4 4、 分子量分布宽的聚合物，低分子物质趋向分子量分布宽的聚合物，低分子物质趋向分子量分布宽的聚合物，低分子物质趋向分子量分布宽的聚合物，低分子物质趋向管壁。管壁。管壁。管壁。 等温流动在实际中有误差，不等温的原因有：等温流动在实际中有误差，不等温的原因有：等温流动在实际中有误差，不等温的原因有：等温流动在实际中有误差，不等温的原因有： 1 1、工艺上人为使其不等温、工艺上人为使其不等温、工艺上人为使其不等温、工艺上人为使其不等温 聚合物加工常在
15、高温下进行，高温及剪切热易引起聚合物加工常在高温下进行，高温及剪切热易引起聚合物加工常在高温下进行，高温及剪切热易引起聚合物加工常在高温下进行，高温及剪切热易引起降解。为避免此类现象，在每个区段加工温度不同，降解。为避免此类现象，在每个区段加工温度不同，降解。为避免此类现象，在每个区段加工温度不同，降解。为避免此类现象，在每个区段加工温度不同，如挤出机。如挤出机。如挤出机。如挤出机。 2 2、剪切产生摩擦升温、剪切产生摩擦升温、剪切产生摩擦升温、剪切产生摩擦升温 剪切力分布呈直线梯度分布，剪切力不同，摩擦热剪切力分布呈直线梯度分布，剪切力不同，摩擦热剪切力分布呈直线梯度分布，剪切力不同，摩擦热
16、剪切力分布呈直线梯度分布，剪切力不同，摩擦热不同，温度升高。不同，温度升高。不同，温度升高。不同，温度升高。 3 3、流动过程中有压力降而冷却、流动过程中有压力降而冷却、流动过程中有压力降而冷却、流动过程中有压力降而冷却 压力降低，聚合物体积膨胀而吸热，聚合物冷却。压力降低，聚合物体积膨胀而吸热，聚合物冷却。压力降低，聚合物体积膨胀而吸热，聚合物冷却。压力降低，聚合物体积膨胀而吸热，聚合物冷却。 4 4、壁面的热传导、壁面的热传导、壁面的热传导、壁面的热传导 5 5、粘滞流动散热、粘滞流动散热、粘滞流动散热、粘滞流动散热. . 在工程实际中常用最大剪切力在工程实际中常用最大剪切力对应的表观剪切
17、速率对应的表观剪切速率作图作图。最大剪切应力最大剪切应力表观剪切速率表观剪切速率稠度稠度流动行为指数流动行为指数（1 1）所得流动曲线形状与所得流动曲线形状与曲线相同曲线相同（2 2）问问题题（1 1） 某硬质某硬质PVCPVC熔体在熔体在190190用毛细管流变仪（内直径为用毛细管流变仪（内直径为，L/D为为8），测得其流变参数为，测得其流变参数为最大剪切应力（公最大剪切应力（公最大剪切应力（公最大剪切应力（公斤斤斤斤/ /厘米厘米厘米厘米2 2）表观剪切速率（表观剪切速率（表观剪切速率（表观剪切速率（S S-1-1）1.61.68.048.043.03.040.340.35.45.4201
18、2017.07.0403403试分别为算术和对数坐标绘制出试分别为算术和对数坐标绘制出 曲线曲线，并进行初步分析并进行初步分析 建立如下方程式（建立如下方程式（ ） （2 2） 现将挤压温度下密度为现将挤压温度下密度为3 3的的PEPE熔体挤压通过圆孔模熔体挤压通过圆孔模，重量流量为重量流量为425g/min，进入口模压力为，进入口模压力为77公斤公斤/厘米厘米2，模孔，模孔直径为直径为10mm，定型长度为，试计算：，定型长度为，试计算：熔体体积流量（厘米熔体体积流量（厘米3 3/ /秒）秒） 模壁处最大剪切应力模壁处最大剪切应力( (公斤公斤/厘米厘米2) ) 模壁处表观剪切速率模壁处表观剪
19、切速率( (秒秒-1-1) ) 经入口校正的模壁处最大剪切应力经入口校正的模壁处最大剪切应力( (公斤公斤/ /厘米厘米2 2) ) 大多数聚合物在流动中除表现出粘性行为外，还不大多数聚合物在流动中除表现出粘性行为外，还不大多数聚合物在流动中除表现出粘性行为外，还不大多数聚合物在流动中除表现出粘性行为外，还不同程度地表现出弹性行为。同程度地表现出弹性行为。同程度地表现出弹性行为。同程度地表现出弹性行为。 这种弹性对聚合物加工与成型有很大的影响。这种弹性对聚合物加工与成型有很大的影响。这种弹性对聚合物加工与成型有很大的影响。这种弹性对聚合物加工与成型有很大的影响。 聚合物流动过程最常见的弹性行为
20、是端末效应和不聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不聚合物流动过程最常见的弹性行为是端末效应和不稳定流动。稳定流动。稳定流动。稳定流动。 管子进口端与出口端这种与聚合物液体弹性行为有紧密联管子进口端与出口端这种与聚合物液体弹性行为有紧密联系的现象就称为系的现象就称为端末效应端末效应，亦可分别称为，亦可分别称为入口效应入口效应和和离模膨胀离模膨胀效应效应。 流体由大管进入小管内时，流动不再稳定，流体中各点速流体由大管进入小管内时，流动不再稳定，流体中各点速度在大小和方向上都随时发生变化，速度分布成一条直线，流度在大小和方向上都随时发生变化，速度分
21、布成一条直线，流体进入导管后必须经过一定距离，稳定流动才能形成，这种效体进入导管后必须经过一定距离，稳定流动才能形成，这种效应叫应叫入口效应入口效应。 在出口端，假塑性流体先收缩后有出现膨胀，而且膨胀至在出口端，假塑性流体先收缩后有出现膨胀，而且膨胀至比导管直径还大，这种现象叫比导管直径还大，这种现象叫离模膨胀效应离模膨胀效应。聚合物液体在管子入口区域和出口区域的流动聚合物液体在管子入口区域和出口区域的流动聚合物液体在管子入口区域和出口区域的流动聚合物液体在管子入口区域和出口区域的流动 流体由贮槽或大管进入导管时，流体中各点的速度流体由贮槽或大管进入导管时，流体中各点的速度在大小和方向上随时变
22、化，只有在进入导管后经一段距在大小和方向上随时变化，只有在进入导管后经一段距离稳定流动才能形成，这种效应叫入口效应。用离稳定流动才能形成，这种效应叫入口效应。用入口区入口区域长度域长度Le表示。表示。1. 入口效应区域的界定入口效应区域的界定常用常用Le或或Le/D表示产生入口效应区域的范围。表示产生入口效应区域的范围。假塑性流体：假塑性流体： Le = 0.030.05 ReD2. 入口端产生压力降入口端产生压力降使得压力降大于流动方程所求的压力降。使得压力降大于流动方程所求的压力降。原因原因原因原因：（1）调整速度，消耗能量，压力降增加；）调整速度，消耗能量，压力降增加；（2）弹性变形及其
23、回复引起的压力降增加。）弹性变形及其回复引起的压力降增加。（3）在入口处产生收敛流动，因粘滞流动产生的压）在入口处产生收敛流动，因粘滞流动产生的压力降。力降。 3. Q-P 3. Q-P计算的校正（入口效应的影响）计算的校正（入口效应的影响）计算的校正（入口效应的影响）计算的校正（入口效应的影响） 将入口端的压力降看成是与某一将入口端的压力降看成是与某一“相当长度相当长度”管子所引起管子所引起的压力降相等，取的压力降相等，取3倍管径作为相当长度。倍管径作为相当长度。 以以L+6R替代流率替代流率-压力降方程中的压力降方程中的L可计算包括入口效应可计算包括入口效应在内的管子全长范围内在内的管子全
24、长范围内膨胀比膨胀比Df/D（膨胀的最大直径与管子出口端直径之比）（膨胀的最大直径与管子出口端直径之比） 离模膨胀效应的弹性行为原因离模膨胀效应的弹性行为原因1、Le区域：分子拉伸弹性效应；区域：分子拉伸弹性效应；2、法向应力的影响，沿流动方向产生拉力；、法向应力的影响，沿流动方向产生拉力；3、剪切弹性应变；、剪切弹性应变；若若L/D16，2、3；反之为；反之为1是主要因素。是主要因素。取向效应、记忆效应和应力效应；取向效应、记忆效应和应力效应；1、 Le和和Df/D是关联的，凡是导致流体弹性增加的因素都会是关联的，凡是导致流体弹性增加的因素都会使两者明显，实质是弹性行为的表现；使两者明显，实
25、质是弹性行为的表现；2、 聚合物分子量大、分子量分布宽、聚合物分子量大、分子量分布宽、n值小，端末效应大；值小，端末效应大；3 、 弹性模量弹性模量E或剪切模量或剪切模量 E或或G Le 或或Df/D 4、 剪切速率剪切速率 Le 或或Df/D5、温度、温度 T Le 或或Df/D 7、填料、填料 填料加入填料加入 Le 或或Df/D 8、口模、口模L/D 、入口端收敛角小、入口端收敛角小 Le 或或Df/D 6、支化、支化 支链长度支链长度 Le 或或Df/D 聚合物熔体在低剪切速率的流动条件下，各种聚合物熔体在低剪切速率的流动条件下，各种聚合物熔体在低剪切速率的流动条件下，各种聚合物熔体在
26、低剪切速率的流动条件下，各种因素引起的小的扰动容易受到抑制。因素引起的小的扰动容易受到抑制。因素引起的小的扰动容易受到抑制。因素引起的小的扰动容易受到抑制。 定义：聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的定义：聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的定义：聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的定义：聚合物熔体在高剪切速率时，液体中的扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破扰动难以抑制并易发展成不稳定流动，引起液流破坏，这种现象称为坏，这种现象称为坏，这种现象称为坏，这种现象称为“ “熔体破裂熔体破裂熔体破裂熔体破裂”
27、”。 出现出现出现出现“ “熔体破裂熔体破裂熔体破裂熔体破裂” ”时的应力或剪切速率称为临时的应力或剪切速率称为临时的应力或剪切速率称为临时的应力或剪切速率称为临界应力和临界剪切速率。界应力和临界剪切速率。界应力和临界剪切速率。界应力和临界剪切速率。PMMAPMMA于于于于170170、不同应力下发生不稳定流动时挤出物试、不同应力下发生不稳定流动时挤出物试、不同应力下发生不稳定流动时挤出物试、不同应力下发生不稳定流动时挤出物试样样样样1. 管壁上出现滑移和液体中的弹性回复管壁上出现滑移和液体中的弹性回复 产生熔体破裂的原因产生熔体破裂的原因 滑移造成流速不同，剪切速率径向分布不平衡，弹性能滑移
28、造成流速不同，剪切速率径向分布不平衡，弹性能分布不均，在平行梯度上产生弹力效应，当弹性应力大于粘分布不均，在平行梯度上产生弹力效应，当弹性应力大于粘滞阻力时平衡破坏，滞阻力时平衡破坏，产生弹性回复产生弹性回复。 管壁处粘度小，管壁处粘度小，V大，大，P小，弹性回复大而快，流动单小，弹性回复大而快，流动单元运动不再局限于某一层，层流破坏，出现元运动不再局限于某一层，层流破坏，出现弹性湍流弹性湍流。2. 液体剪切历史的差异液体剪切历史的差异n入口区域和管内受到的剪切力不同，弹性回复不同。入口区域和管内受到的剪切力不同，弹性回复不同。n入口端的死角存在涡流，使剪切力不同。入口端的死角存在涡流，使剪切
29、力不同。稳定流动与不稳定流动的速度分布稳定流动与不稳定流动的速度分布稳定流动与不稳定流动的速度分布稳定流动与不稳定流动的速度分布（a）稳定流动，有正常挤出物；）稳定流动，有正常挤出物；（b）、（）、（c）不稳定流动，有弯曲状挤出物）不稳定流动，有弯曲状挤出物 影响因素影响因素影响因素影响因素 1. 1. 非牛顿性非牛顿性非牛顿性非牛顿性 非牛顿性强，柱塞流动，不易涡流，入口区域和管内非牛顿性强，柱塞流动，不易涡流，入口区域和管内非牛顿性强，柱塞流动，不易涡流，入口区域和管内非牛顿性强，柱塞流动，不易涡流，入口区域和管内受到的剪切作用是主要原因。在较高剪切下出现不稳定流动，受到的剪切作用是主要原
30、因。在较高剪切下出现不稳定流动，受到的剪切作用是主要原因。在较高剪切下出现不稳定流动，受到的剪切作用是主要原因。在较高剪切下出现不稳定流动，r rc c, ,如如如如PPPP、PVCPVC、HDPEHDPE。 非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳定流动的主要原因。定流动的主要原因。定流动的主要原因。定流动的主要原因。 r rc c 如如如如LDPELDPE、聚酯。、聚酯。、聚酯。、聚酯。 2. 2. 分子量及其分布分子量及其分布分子量及其分布分子量
31、及其分布 分子量越大，易缠结，弹性回复严重，较低的剪切速分子量越大，易缠结，弹性回复严重，较低的剪切速分子量越大，易缠结，弹性回复严重，较低的剪切速分子量越大，易缠结，弹性回复严重，较低的剪切速率就破裂；率就破裂；率就破裂；率就破裂； 分子量分布宽，临界剪切应力也降低。分子量分布宽，临界剪切应力也降低。分子量分布宽，临界剪切应力也降低。分子量分布宽，临界剪切应力也降低。3 3、 剪切力和剪切速率剪切力和剪切速率剪切力和剪切速率剪切力和剪切速率 ，不稳定流动，不稳定流动，不稳定流动，不稳定流动 ； 临界剪切力为临界剪切力为临界剪切力为临界剪切力为10105 5-10-107 7PaPa。 非牛顿
32、性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳非牛顿性差，抛物线流动，易涡流。涡流是引起不稳定流动的主要原因。定流动的主要原因。定流动的主要原因。定流动的主要原因。 rc rc如如如如LDPELDPE、聚酯。、聚酯。、聚酯。、聚酯。 4 4、加工温度、加工温度、加工温度、加工温度T T T T越高，临界应力和临界剪切速率都增大。越高，临界应力和临界剪切速率都增大。越高，临界应力和临界剪切速率都增大。越高，临界应力和临界剪切速率都增大。5. 流道几何形状流道几何形状 越小，临界剪切速率变大，长径比增大，临界剪切
33、越小，临界剪切速率变大，长径比增大，临界剪切速率增加。速率增加。 显然，不稳定流动现象的存在将限制流率的进一步显然，不稳定流动现象的存在将限制流率的进一步提高，所以过分提高挤出速度会使制品外观和内在质量提高，所以过分提高挤出速度会使制品外观和内在质量受到不良的影响。受到不良的影响。 鲨鱼皮症鲨鱼皮症 发生在挤出物表面的一种缺陷，自挤发生在挤出物表面的一种缺陷，自挤出物表面发生不光滑起，变至表面呈现与出物表面发生不光滑起，变至表面呈现与流动方向相垂直的许多具有规则和相当间流动方向相垂直的许多具有规则和相当间距的细微棱脊为止距的细微棱脊为止. 原因原因原因原因：1. 口模对挤出物表面产生周期性张力
34、，拉伸作用时大时小，口模对挤出物表面产生周期性张力，拉伸作用时大时小，挤出物表面移动速度时快时漫，形成皱纹挤出物表面移动速度时快时漫，形成皱纹.2、周期性滑移，时粘时滑、周期性滑移，时粘时滑.解决办法解决办法解决办法解决办法：1. 提高口模末端温度，降低表层粘度；提高口模末端温度，降低表层粘度；2 、挤出温度提高，挤出速度下降；、挤出温度提高，挤出速度下降；3、分子量低（粘度低、分子量低（粘度低，应力积累缓慢），应力积累缓慢） 分子量分布宽（弹性模量低、应力松弛快）分子量分布宽（弹性模量低、应力松弛快）问问题题2、简述影响熔体破裂的因素。试分析塑料熔体在注射充模流、简述影响熔体破裂的因素。试分析塑料熔体在注射充模流动过程中产生熔体破裂的原因及对制品质量的影响。在生产动过程中产生熔体破裂的原因及对制品质量的影响。在生产上应采取哪些措施避免出现熔体破裂现象？上应采取哪些措施避免出现熔体破裂现象？ 1、聚合物熔体的离模膨胀产生的原因是什么？分析影响因素。、聚合物熔体的离模膨胀产生的原因是什么？分析影响因素。在生产工艺和机械设计上采取哪些措施以确保挤出物尺寸的在生产工艺和机械设计上采取哪些措施以确保挤出物尺寸的稳定性？稳定性？
