1、流變考點大全一、名詞解釋1 .本構方程：又稱狀態方程，描述應力分量與形變分量或形變速率分量之間關系的方程，是描述一大類材料所遵循的與材料結構屬性相關的力學響應規律的方程.反映流變過程中材料本身的結構特性。2 .等粘度原則：兩相高分子熔體或溶液粘度相近，易混合均勻。3 .近似潤滑假定：把原來物料在xy平面的二維流動，在一段流道內簡化成為只沿x方向的一維流動，這種簡化假定稱為。4 .剪切變稀：相同溫度下，高分子液體，在流動過程中粘度隨剪切速率增大而降低的現象。5 .表觀剪切黏度：表觀粘度ria定義流動曲線上某一點。與丫的比值6 .Banis效應：又稱口型膨脹效應或擠出脹大現象，是指高分子熔體被迫擠

2、出口模時，擠出物尺寸d大于口模尺寸D,截面形狀也發生變化的現象。7 .粘流活化能：E定義為分子鏈流動時用于克服分子間位壘躍遷到臨近空穴所需要的最小能量，它表征粘度對溫度的依賴性，E越大,粘度對溫度的依賴性越強，溫度升高，其粘度下降得越多。8 .法向應力差：兩個法向應力分量差值在各種分解中始終保持不變，定義法向應力差函數來描寫材料彈性形變行為。9 .零切黏度：剪切速率接近于0時，非牛頓流體對應的粘度值。10 .表觀粘度：流動曲線上某點與原點連線的斜率11 .彎流誤差：高分子液體流經一個彎形流道時，液體對流道內側壁和外側壁的壓力，會因法向應力差效應而產生差異。12 .拉伸粘度：聚合物在拉伸過程中拉

3、伸方向的總的法向應力與拉伸速率的比值。13 .第二牛頓區；假塑性流體在當前剪切速率很高時，剪切粘度會趨于一個定值，而這一剪切區域稱為假塑性流體的第二牛頓區。14 .觸變性：等溫條件下，某些液體流動粘度隨外力作用時間長短發生變化的性質，其中粘度變小為觸變性。15 .Tf:黏流溫度，高分子高彈態與粘流態之間轉變的溫度，大分子鏈產生重心位移的整鏈相對運動。16 .Tg:玻璃化溫度，分子鏈段運動，解除凍結的溫度，形變可以恢復。17 .爬桿現象、weissenberg效應、包軸現象：高分子液體在用圓棒攪動時環繞在旋轉木棒附近并沿棒向上爬的現象。18 .牛頓流體：遵從牛頓運動規律的液體，剪切流動時，內部只

4、有剪切力，無拉伸壓縮應力（正應力）。19 .胡克彈性體：遵從胡克定律的固體。20 .粘彈性：固液兩相性21 .流變學：研究材料流動及變形規律的科學。22 .軟物質：對弱的外界影響作出顯著相應和變化的物質。23 .彈性記憶效應：材料變形時表現出彈性行為，外力撤消彈性形變恢復，產生形變時存能量，形變恢復時釋放能量，稱為。24 .湍流減阻效應：少量的高分子物質使管道中高速湍流阻力明顯降低的現象。25 .應力：材料內部單位面積上的響應力。26 .觸變性流體：凡流體在恒溫和恒定的切變速率下，粘度隨時間遞減的流體為觸變體。27 .震凝性流體：。遞增。28 .熔體破裂現象：高分子熔體從口模擠出時，當擠出速度

5、過高，超過某一臨界剪切速率時，容易出現彈性湍流，導致流動不穩定，擠出物表面粗糙，隨擠出速度的增大，可能分別出現波浪形，鯊魚皮形，竹節形，螺旋形畸變，最后導致完全無規則的擠出物斷裂，稱為熔體破裂現象。29 .可恢復形變量：先對流變儀中的液體施以一定的外力，使其形變，然后在一定時間內維持該形變保持恒定，而后撤去外力，使形變自然恢復，發現只有一部分形變得到恢復，另一部分則作為永久變形保留下來，其中可恢復形變量Sr表征流體在形變過程中儲存彈性能的大小。30 .Bagley修正：保持壓力梯度不變，將毛細管（完全發展流動區）延長，并將入口區的壓力降等價為在虛擬延長長度上的壓力降。31 .不穩定擠出系數：為

6、描述擠出成型過程的穩定性，定義一個不穩定擠出系數u=AQ/Ap132 .非牛頓指數：描述材料偏離牛頓流體的程度的指數，對Newton流體，n=1,K=0;對假塑性流體，nMwMyMn5 .一般小分子液體的流動單元是小分子，高分子熔體的流動單元不是大分子整鏈，而是鏈段。高分子流動是通過鏈段的相繼運動實現的。6 .列舉四種高分子液體黏度的測量方法毛細管流變儀、轉子型流變儀、落球式粘度計、混煉機型轉矩流變儀7 .零剪切黏度表觀粘度無窮剪切速率粘度8 .剪切速率注射,擠出混煉9 .螺桿擠出機大體可分為三段加料段，壓縮段，計量段。10 .高分子奇異流變現象：高粘度與剪切變稀行為、Weissenberg效

7、應、擠出脹大現象、不穩定流動和熔體破裂現象、無官虹吸拉伸流動和可紡性、各種次級流動、孔壓誤差和彎流壓差、湍流減阻效應、觸變性和震凝性11 .零剪切黏度70表觀粘度7a無窮剪切粘度71s12 .高分子共混的原則有極性相匹配原則、表面張力相近原則、擴散能力相近原則、等粘度原則、溶解度參數相近原則。13 .相容性判斷：共溶劑法、光學透明法、Tg法、電子顯微鏡法、小角中子散射、脈沖核磁共振法14 .牛頓流體的拉伸粘度在單軸拉伸時是剪切粘度的3倍，雙軸拉伸時是剪切粘度的6倍。15 .一維的均勻拉伸流場中，流體的流動方向，同時也是其速度梯度方向。16 .在溫度范圍是TTg+100時時，高聚物熔體的粘一溫關

8、系可用Arrhenius方程來描述；在溫度范圍是Tg-Tg+100c時，高聚物熔體的粘一溫關系可用WLF方程來描述。17 .描述高分子液體彈性效應的物理量包括可恢復形變量、擠出脹大比及口型出口壓力降、第一第二法向應力差系數。18 .建立本構方程的基本方法是唯象性和分子論方法。19 .橡膠工業中常用的門尼粘度計可歸為一種改造的轉子型流變儀，而塑料工業中常用的熔體流動速率測定儀則可歸為恒壓毛細管型流變儀。20 .壓延工藝中，物料內最大壓力出現于-人處，最小壓力出現于x=入或x=-x0處，而輻距最小處的物料壓力為Pmax/2.21 .擠出成型過程中的物料通常簡化假定為牛頓型流體，基本構方程為b=r丫

9、。22 .高分子共混體系中的分散相形態可分為海島結構和兩相互鎖結構。三.簡答1簡述bagley校正為了從測得的壓力差p準確的求出完全發展流動區上的壓力梯度bagley提出如下修正方法中心思想是保持壓力梯度不變將毛細管虛擬的延長并將入口區的壓力降等價位在虛擬延長長度上的壓力降2舉例說明那些高分子熔體粘度對溫度更敏感那些對剪切力更敏感高分子熔體粘度對溫度敏感程度與粘流活化能有關粘流活化能越高則敏感程度越大而分子鏈剛性大極性強或含有較大側基的高分子材料粘流活化能高如PVCPC纖維樹脂等分子量大的柔性分子鏈在剪切流場中易發生解纏結和去向粘-切依賴性大如聚甲醛聚乙烯對切應力敏感性較大3熔體在擠出機勻化計

10、量段的流動可分為幾種流動形式他們分別與哪些因素有關拖曳流取決于轉速N壓力流、漏流為負流量大小取決于壓差p和物料粘度4簡述高分子共混體系的共混原則和判斷相容性的試驗方法極性相匹配原則表面張力相近原則擴散能力相近原則等粘度原則溶解度參數相近原則共溶劑法光學透明法Tg法電子顯微鏡法小角中子散射脈沖和磁共振法5簡要說明高分子材料粘流態的特征和流動機理特征宏觀在外力場作用下高分子熔體產生不可逆的永久形變微觀處于粘流態時大分子鏈能產生中心位移的整鏈相對運動流動機理粘流態下大分子流動的基本單元不是大分子整臉而是鏈段分子整鏈的運動實際上是通過鏈段的相繼運動實現的6如何抑制擠出成型過程中的熔體擠出破裂行為適當改

11、造入口區將入口角減小為喇叭口型時擠出物外觀有明顯改善對于LDPE型熔體抑制造成熔體破裂現象的根源在于入口區的流線擾動因而定型長度越長擠出物外觀反而不好工藝過程的特征時間加長或縮短材料的特征松弛時間熔體溫度升高粘度下降會使松弛時間縮短從而改善外觀平均分子量小分子量分布寬增加填充補強劑軟化增塑劑7配合劑的影響碳黑影響規律：1）增粘效應，使體系粘度升高；2）使體系非牛頓流動性減弱，流動指數n值升高3）一般用量越多，粒徑越細，結構性（吸油量）越高，體系粘度增加得越大。惰性填料：碳酸鈣影響規律：1）增多體系內部的微空隙，使材料內部應力集中點增加，導致破壞過程加速；2）使體系粘度增大，彈性下降，加工困難，

12、設備磨損加快。3）體系可能出現類似Bingham流體的屈服現象軟化增塑劑：軟化油、DOP影響規律：1）增大分子鏈之間的間距，起到稀釋作用和屏蔽大分子中極性基團，減少分子鏈間相互作用力，使Tg和TgP等低，粘度減小;2）低分子量的軟化一增塑劑摻在大分子鏈間，使體系的彈性減小，非牛頓性減弱。8螺桿擠出機穩定工作的條件物料在螺桿部分的流動狀態必須與在機頭口型區的流動狀態相匹配，要求通過螺桿部分的流量與通過機頭口型區的流量相等，物料在螺桿部分的壓力降也要與機頭口型區的壓力降相等獲得物料穩定擠出的措施1,減少不穩定源，應盡量保持穩定，加料口供料速度必須均勻2,適當減少螺桿深度h和減少幾桶與螺桿的間隙3,

13、調節機頭流通系數4,適當降低擠出速度5,適當增加螺桿長度9簡述毛細管流變儀的構造和測量原理其核心部分為一套精致的毛細管，具有不同的長徑比；料筒周圍為恒溫加熱套，內有電熱絲；料筒內物料的上部為液壓的驅動的柱塞。物料經加熱變為熔體后，在柱塞高壓作用下強迫其從毛細管擠出，由此測量物料的粘彈性。根據測量原理不同，毛細管流變儀分為恒速型和恒壓型兩類。恒速型儀器預置柱塞下壓速度為恒定，待測的量為毛細管兩端的壓差。恒壓型儀器預置柱塞前進壓力為恒定，待測量為物料的擠出速度。如何校正毛細管流變儀的入口區壓力損失對測量的影響為了從測得的壓力差p準確的求出完全發展流動區上的壓力梯度bagley提出如下修正方法中心思

14、想是保持壓力梯度不變將毛細管虛擬的延長并將入口區的壓力降等價位在虛擬延長長度上的壓力降10.Haake流變儀的構造和作用流變儀主體，即電子式流變轉矩記錄儀；可更換的混合測量裝置，一般根據用戶需要配備密閉式混合器、螺螺桿擠出器和各種類型的擠出口模；電控儀表系統，用于控制溫度和無級調速，記錄轉矩、溫度隨時間的變化?？煞奖愕哪M塑煉、混煉、擠出、吹膜等工藝過程。借以衡量、評價物料的加工行為，研究加工中物料結構的變化及各種因素的影響，特別適宜于配方和工藝條件的優選?？梢越o出的實驗結果有：轉矩隨時間的變化曲線，溫度隨時間的變化曲線，轉矩隨溫度的變化曲線等。借此以研究高分子材料的熔融塑化行為，高分子材料的

15、熱穩定性和剪切穩定性，反映性加工中的反映程度，流動與材料交聯的關系，流動與材料焦燒的關系，增塑劑的吸收特性，PVC的塑化和凝膠化的特性，熱固性塑料的擠出行為等。11傳輸性方程有哪些？其物理含義？連續性方程一一質量守恒律不可壓縮流體的穩定流動，質量守恒定律在流體中的體現。運動方程動量守恒律流體元流動過程中動量的變化有三種外力的貢獻，是壓力、粘彈力和重力。重力忽略不計，流動形式可分為壓力流和拖曳流。能量方程一一能量守恒律流體流動過程中體系能量的變化，取決于與外界的熱交換和功交換。對于粘彈性流體而言，功交換既包括粘性力貢獻也包括彈性力貢獻。12闡述高分子熔體發生流動不穩定甚至熔體破裂現象的機理。造成

16、熔體破裂現象的機理十分復雜，肯定地說，它與熔體的非線性粘彈性、與分子鏈在剪切流場中的取向和解取向(構象變化及分子鏈松弛的滯后性)、纏結和解纏結及外部工藝條件諸因素有關。從形變能的觀點看，高分子液體的彈性是有限的，其彈性貯能本領也是有限的。當外力作用速率很大，外界賦予液體的形變能遠遠超出液體可承受的極限時，多余能量將以其它形式表現出來，其中產生新表面、消耗表面能是一種形式，即發生熔體破裂。Ldpe的主要應力分布在口模入口區且入口的流線呈典型的喇叭口型收縮在口模死角處存在環流或渦流當剪切速率TTcrit后,入口區出現強烈的拉伸流，強烈的應力集中效應使主流道內的流線斷裂，渦流混入主流道主流線斷裂后局

17、部應力下降又恢復穩定流動,然后再一次集中彈性形變能，再一次流線斷裂。Hepe型流動時的應力效應主要不在入口區而是在口模內壁附近口模入口處不存在死角環流低流速時擠出正常流速增高到一定程度時由于模壁附近的應力集中效應突出流線發生斷裂擠出物有竹節狀或套錐形的有規畸變剪切速率再增大時，擠出物光滑，速率極高時，擠出物無規破裂狀。13什么是應力和應力張量？為何應力張量能同時描寫材料內部的剪切作用和正應力作用？在剪切情況下，牛頓流體和粘彈性流體在應力張量上最明顯的不同是什么？應力：材料內部單位面積上的響應力。二階張量(Tij)完整描述了P點應力狀態，稱為P點應力張量。所有Tij(i，j；i,j=1,2,3)

18、分量都作用在相應面元的切線方向上，稱為應力張量的剪切分量；而所有Tij(i=1,2,3)分量都作用在相應面元的法線方向上，稱為應力張量的法向分量。剪切力的物理實質是粘滯力或內摩擦力，法向力的實質是彈性力，于是可以完整的描述。牛頓流體：只有粘性力，無彈性力。粘彈性流體：既有粘性力，也有彈性力。14流體的非牛頓性主要表現在哪些方面非牛頓指數及其特征其表現有震凝性觸變性剪切變稀剪切變稠非牛頓指數：對假塑性流體，n1on偏離1的程度越大，表明材料的假塑性(非牛頓性)越強；n與1之差，反映了材料非線性性質的強弱。15什么是化學流動？為何高分子加工過程中一般要避免化學流動？化學流動：在強外力場作用下，大分

19、子發生了機械裂解，產生了分子量較小的自由基，這些自由基粘度小，在外力作用下能夠流動。流動過程中，自由基又能進行再化合，形成新的體形結構。這種結構的破壞和重建在一定的外部條件下達到動態平衡。分子鏈較柔順，M不太大，體系中有增塑劑，高分子材料ri小，分段位移為主流動機理，化學流動幾乎不存在。16請闡述粘流活化能的物理意義？參考教材，說明粘流活化能的計算方法。粘流活化能Er是描述材料粘一溫依賴性的物理量。既反映材料流動的難易程度，更重要的是反映材料粘度變化的溫度敏感性。是我們區別不同類型高分子材料的一個判據。Lg70(T)=lgK+E7/2.303RT在不同溫度下測量零剪切粘度ri0(T)值，以lg

20、70(T)對1/T作圖，應該得到一條直線。從所得直線的斜率可方便求得粘流活化能的大小。注意零剪切粘度70(T)往往不易從實驗求得，采用表觀粘度71a(T)來代替。不同溫度下的71a(T)值應該是同一剪切速率或同一剪切應力下的表觀粘度值。在Tg-Tg+100c范圍內，不再符合Arrhenius方程，而用WLF方程。17請說明分子量及其分布對表觀粘度和力學性能的影響規律o當平均分子量小于臨界纏結分子量時，材料的表觀粘度與分子量成正比關系，當平均分子量大于臨界纏結分子量時，分子鏈間相互作用因纏結而突然增強，材料的粘度隨分子量3.4次方率迅速猛增。隨著剪切應力或剪切速率的增大，表觀粘度分兩種情況，一是剪切應力