第四章 聚合物加工流变学.

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1 第四章 聚合物加工流变学

2 第四章 聚合物加工流变学 意义 聚合物流变学( rheology of polymers )是研究聚合物流动与形变的科学。 选择加工工艺；
第四章 聚合物加工流变学 聚合物流变学( rheology of polymers )是研究聚合物流动与形变的科学。 选择加工工艺； 确定操作条件； 设备优化设计； 意义 获得性能良好的制品

3 第一节 聚合物流体的剪切粘性 一．非牛顿流体的表征 1．聚合物流体的流动行为 剪切应力12 与剪切速率 之间呈线性关系，粘度与 无关，服从牛顿定律： 牛顿流体

4 第一节 聚合物流体的剪切粘性 12 与 非线性，粘度随 而变 非牛顿流体 非牛顿流体的表征： 式中：K为粘度系数， 表征流体偏离牛顿型
第一节 聚合物流体的剪切粘性 12 与 非线性，粘度随 而变 非牛顿流体 非牛顿流体的表征： 式中：K为粘度系数， n为非牛顿指数 表征流体偏离牛顿型 流动的程度

5 第一节 聚合物流体的剪切粘性 当n=1时，牛顿流体，牛顿粘度不变 当n<1时，表观粘度a a≡12 / =K n-1
第一节 聚合物流体的剪切粘性 当n=1时，牛顿流体，牛顿粘度不变 当n<1时，表观粘度a a≡12 / =K n-1 a随 ↑而↓ 假塑性流体(切力变稀流体) 当n>1时，a随 的↑而↑ 胀流性流体(切力增稠流体 要克服某一临界剪切应力才能使其产生牛顿流动 宾汉流体

6 第一节 聚合物流体的剪切粘性 各种流体的流动性质 12 h t N: 牛顿流体 D: 膨胀性流体 P: 假塑性流体 B: 宾汉流体 B D
第一节 聚合物流体的剪切粘性 各种流体的流动性质 12 B h t D B N D P N P N: 牛顿流体 D: 膨胀性流体 P: 假塑性流体 B: 宾汉流体

7 第一节 聚合物流体的剪切粘性 2．非牛顿流体的流动曲线 流动曲线：聚合物流体的剪切应力12与剪切速率 的关系的曲线。 ∞ a 0
第一节 聚合物流体的剪切粘性 2．非牛顿流体的流动曲线 流动曲线：聚合物流体的剪切应力12与剪切速率 的关系的曲线。 ∞ a 0 切力变稀流体的流动曲线

8 第一节 聚合物流体的剪切粘性 非牛顿区的流动行为对加工很重要。 流体的非牛顿指数n（ n =dlg 12 /dlg ）越小，
第一节 聚合物流体的剪切粘性 非牛顿区的流动行为对加工很重要。 流体的非牛顿指数n（ n =dlg 12 /dlg ）越小， 表观粘度a对 的依赖性越大 PET(284 ℃) PA6(r =2.38,243℃) PP(MI=15,272℃) PE(MI=1.5,258 聚合物熔体的流变行为

9 第一节 聚合物流体的剪切粘性 3．切力变稀的原因 大分子链间发生的缠结。缠结点浓度↓ a ↓
第一节 聚合物流体的剪切粘性 3．切力变稀的原因 大分子链间发生的缠结。缠结点浓度↓ a ↓ M≥Mc时，形成缠结点。缠结点不断地拆散和重建，并在特定条件下达到动态平衡---瞬变网络体系 ↑,链段取向↑流层间牵曳力↓ a ↓。 聚合物浓溶液： σ ↑， 脱溶剂化↑ 大分子链 有效尺寸↓ a ↓。

10 ? 二、聚合物剪切粘性的影响因素 （一）聚合物分子结构的影响 链结构 分子结构 分子量 分子量分布 1. 链结构的影响 柔性大 非牛顿性强
链的刚柔： 切敏性聚合物 刚性大 温敏性强 温敏性聚合物

11 二、聚合物剪切粘性的影响因素 1/T  103 (K1) loga (Pas) loga (Pas) (s1)
2.4 2.2 2.0 1.8 2 3 4 Cellulose PS PMMA PC PE POM PVC 1/T  103 (K1) loga (Pas) PVC 4 PE PE loga (Pas) PS Cellulose 3 PC 2 1 2 3 (s1) 极性大、刚性大的聚合物，温度敏感性强,如PC, PMMA 柔性大的聚合物一般剪切敏感性高, 如PE

12 二、聚合物剪切粘性的影响因素 支链结构的影响： 短支链 η支链 ≤ η直链； 长支链， η提高，支链长度增加到一定值，黏度急剧增高。 ？
短支链 η支链 ≤ η直链； 长支链， η提高，支链长度增加到一定值，黏度急剧增高。 ？ 切敏性增大

13 二、聚合物剪切粘性的影响因素 2.分子量的影响 分子量增大 黏度增大 式中：  、K为经验常数 =1~1.6 =2.5~5.0 推论：
分子量大，黏度高，加工难 PS的黏度与分子量的关系（217C）

14 二、聚合物剪切粘性的影响因素 表1 不同聚合物的Mc值 聚苯乙烯 3500 聚己二酰己二胺 4500 聚乙烯 4000 聚己内酰胺 5000
聚氯乙烯 6200 聚乙烯醇 7500 聚丙烯 2000 聚醋酸乙烯酯 2500 天然橡胶 硅橡胶 30000 顺丁橡胶 6000 聚异丁烯 17000

15 ②聚合物溶液的浓度C 对于聚合物浓溶液：C ↓ Mc ↑ 二、聚合物剪切粘性的影响因素 例: PAN/NaSCN-H2O浓溶液，

16 二、聚合物剪切粘性的影响因素 影响数值的因素: UHMW-PAN 5.7 ①分子量 分子量发生波动时，黏度的急剧变化。 ②剪切速率
聚己内酰胺熔体的值与剪切速率的关系

17 二、聚合物剪切粘性的影响因素 3.分子量分布的影响 分布宽,黏度↓,非牛顿性增强 分布宽，可纺性下降。 n？ 高速纺？ 温度变化的敏感性下降
分子量分布对黏度的影响 高速纺？ 温度变化的敏感性下降

18 二、聚合物剪切粘性的影响因素 （二）加工条件的影响 浓 度 温 度 加工条件 溶 剂 混 合 压 力

19 聚合物浓度：1－0% 2－0.125% 3－0.25% 4－0.25% 5－1% 6－2% 7－4%
二、聚合物剪切粘性的影响因素 1.聚合物溶液浓度对黏度的影响 与分子量的影响类似。浓度↑  ↑ 硝化纤维素溶液的流动曲线 聚合物浓度：1－0% 2－0.125% 3－0.25% 4－0.25% 5－1% 6－2% 7－4% 丙烯腈共聚物黏度对浓度的关系 图中浓度c的单位为“重量％”

20 硝化纤维素溶液的流动曲线，聚合物浓度：1－0%
二、聚合物剪切粘性的影响因素 浓度影响流动曲线： C↑，流体向非牛顿流动过渡，n↓。 C ↑ ↓ 硝化纤维素溶液的流动曲线，聚合物浓度：1－0% 2－0.125% 3－0.25% 4－0.25% 5－1% 6－2% 7－4%

21 PPTA的硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系
二、聚合物剪切粘性的影响因素 各向异性聚合物浓溶液粘度对浓度的关系比较复杂。 PPTA的硫酸溶液的粘度与浓度的依赖关系

22 二、聚合物剪切粘性的影响因素 2. 温度对黏度的影响 温度提高， 粘度降低

23 丙烯睛共聚物在NaSCN－H20中浓溶液黏度的温度依赖性
二、聚合物剪切粘性的影响因素 PP和PET熔体黏度的温度依赖性 丙烯睛共聚物在NaSCN－H20中浓溶液黏度的温度依赖性

24 二、聚合物剪切粘性的影响因素 Arrhenius方程： 式中：A为物性常数；E为黏流活化能；R为气体常数；T为绝对温度。

25 二、聚合物剪切粘性的影响因素 PS设备温控精度？？ 调粘度PS、PE那个需要调得多？？ 注意： ↑ E ↑ T ↑，E↓
根据具体条件，调控温度幅度 E 浓度↓ ，E ↑ ↑， E ↓

26 二、聚合物剪切粘性的影响因素 3.溶剂性质对黏度的影响 减小 增加 增加 增加 增加

27 二、聚合物剪切粘性的影响因素 填加剂对粘度的影响 聚丙烯腈浓溶液的粘度和盐含量的关系 1－碳酸乙烯酯 2­－硫氰酸钠 3－氯化锌 4－硝酸

28 二、聚合物剪切粘性的影响因素 可溶性杂质 聚丙烯腈浓溶液的粘度和溶剂中水分含量的关系 1－碳酸乙烯酯 2­－硫氰酸钠 3－氯化锌 4－硝酸

29 二、聚合物剪切粘性的影响因素 固体粒子增加，黏度增大 4.混合的影响 低 下,黏度增加明显 高 下, 黏度增加少 高高 下, 黏度减小
低 下,黏度增加明显 固体粒子增加，黏度增大 高 下, 黏度增加少 高高 下, 黏度减小 不同Ti02含量的HDPE的剪切黏度-剪切速率曲线 案例1 T ？？？ 有光聚酯纺丝 全消光聚酯纺丝

30 二、聚合物剪切粘性的影响因素 溶剂或增塑剂等液体填加的影响 ↑ 增塑，黏度降低 填充体系的粘度 填料的体积分数 高分子的粘度
小分子增塑剂对聚异丁烯黏度的影响 1-聚异丁烯熔体 2-聚异丁烯的质量分数为9% 3-聚异丁烯的质量分数为3% ↑ 增塑，黏度降低

31 二、聚合物剪切粘性的影响因素 共混物组成对粘度的影响 不相容体系 相形态 粘度 相容体系 均相 非均相（多相） 海-岛结构 粘度低 互锁结构
粘度高  外润滑剂?! 实例：PVC/ACR，PPO/PS Viton EPDM 聚氟弹性体

32 二、聚合物剪切粘性的影响因素 粘度与组成的关系

33 > 二、聚合物剪切粘性的影响因素 5.流体静压的影响 流体静压导致黏度增高。 Ep. LDPE MPa成型温度为150℃,
*0.53 =203 ℃ ΔT/ΔP=0.53 注意 > 摩擦生热导致的粘度降低 压力增加导致的粘度增大 高压纺 纺丝温度那个高？ 常压纺

34 总结 浓度 溶剂 压力 温度 混合

35 二、聚合物剪切粘性的影响因素 （三）应用 ①聚合物流体质量是否正常的判据 黏 度 黏 度 分子量大？小？ 分布宽大？窄？ 比分子量更准

36 二、聚合物剪切粘性的影响因素 ②调整工艺条件的依据 案例1 两种PP熔体黏度与温度和剪切速率的关系 （MI=15）

37 二、聚合物剪切粘性的影响因素 ③可纺性好坏的判据 作lg ηa~ 1/2图 结构黏度指数△η 牛顿: =0；
牛顿: =0； 切力变稀: >0； 切力增稠: <0。 结构粘度指数越小，可纺性越好 Lmax、纤维强伸度乘积 / △η △η ↓ ， 可纺性↑ 成品质量↑

38 二、聚合物剪切粘性的影响因素 ③可纺性好坏的判据 案例2 加工温度应 超过100℃ UHMW-PAN溶液的黏温曲线

39 二、聚合物剪切粘性的影响因素 案例3： []：0.65g/dl 165dtex/48f 292℃ 聚酯 []： 0.68g/dl
>?< 292℃ 案例4： 165dtex/48f 83dtex/48f []：0.65g/dl 292℃ 290℃ 聚酯 温差=4 温差>?<4 ？ []： 0.68g/dl 296 ℃

40 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 一．拉伸粘性的表征 拉伸粘度e：流体对拉伸流动的阻力。 在稳态简单拉伸流动中：
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 一．拉伸粘性的表征 拉伸粘度e：流体对拉伸流动的阻力。 在稳态简单拉伸流动中： 式中：11 为横截面上的拉伸应力（Pa）； . 为拉伸应变速率（s-1） Melt spinning

41 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 e=3 o 在低 下，聚合物为牛顿流体，e与 无关， 特鲁顿Trouton粘度。
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 在低 下，聚合物为牛顿流体，e与 无关， e=3 o 特鲁顿Trouton粘度。 非牛顿体，拉伸粘度与零切粘度的关系： Lodge模型 当＝0时，上式简化为 e＝30 ，即牛顿流体为松弛时间为零的粘弹体。

42 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 二．影响拉伸粘度的因素 1．拉伸应变速率的影响 按洛奇模型 ： 在 或 很小时， e ≈ 3 0；
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 二．影响拉伸粘度的因素 1．拉伸应变速率的影响 按洛奇模型 ： 在 或 很小时， e ≈ 3 0； 当值很小时， e 随 的↑而↑。 当 =1/2时，e＝∞。 缺陷！！！

43 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 不变 减小。 减小。 减小。

44 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 先增大再减小。 聚丙烯腈的硫氰酸钠溶液的e与的关系 凝固浴浓度Cb＝10%；喷丝板直径D0＝0.13mm

45 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 2．温度的影响 e随温度↑而↓ 即符合Arrhenius方程式： PET PA6 PP

46 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 3．分子量及其分布的影响 分子量↑ ηe↑ 可纺性↓ 超细旦丝？？ [η]=1.04 [η]=0.66
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 3．分子量及其分布的影响 分子量↑ ηe↑ 可纺性↓ [η]=1.04 [η]=0.66 [η]=0.56 超细旦丝？？ 不同分子量的表观拉伸粘度与拉伸应变速率的关系

47 不同分子量分布的聚乙烯熔体的ηe与ε的关系
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 分子量分布越宽， ηe越大。 超细旦丝？？ 不同分子量分布的聚乙烯熔体的ηe与ε的关系

48 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 4．混合的影响 共混体系的ηe无明显规律可循。 图 聚苯乙烯678/聚乙烯共混物的拉伸粘度与拉伸应变速率的关系
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 4．混合的影响 共混体系的ηe无明显规律可循。 图 聚苯乙烯678/聚乙烯共混物的拉伸粘度与拉伸应变速率的关系 1- 聚乙烯 2-聚苯乙烯 3- 聚苯乙烯/聚乙烯=75/25 4- 聚苯乙烯/聚乙烯=50/50 5- 聚苯乙烯/聚乙烯=25/75

49 碳酸钙填充聚丙烯的拉伸粘度与拉伸应变速率的关系
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 固体粒子填充，ηe增大。 1-40% 2-20% 3-10% 碳酸钙填充聚丙烯的拉伸粘度与拉伸应变速率的关系

50 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 拉伸黏性对聚合物加工的指导意义 ①评价聚合物是否有可纺性。 ηe↑最大喷丝头拉伸↓可纺性↓
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 拉伸黏性对聚合物加工的指导意义 ①评价聚合物是否有可纺性。 ηe↑最大喷丝头拉伸↓可纺性↓ ηe随拉伸应变速率的增高而增大（拉伸硬化）成形的稳定性提高； ②ηe随拉伸应变速率的变化规律与成形稳定性有关 ηe随拉伸应变速率而减小时， （拉伸软化）不利于成形稳定。

51 第二节 聚合物流体的拉伸粘性 本课习题 1.什么是零切粘度、极限粘度、表观粘度、拉伸粘度和结构粘度指数？
第二节 聚合物流体的拉伸粘性 本课习题 1.什么是零切粘度、极限粘度、表观粘度、拉伸粘度和结构粘度指数？ 2.分析影响聚合物流体流动性能的因素？ 3.聚合物流体有几种流动类型？切力变稀流体的原因是什么？ 4.哪些因素影响拉伸粘度？如何影响？

52 第三节 聚合物流体的弹性 一．聚合物流体弹性的表征 弹性现象： （1）弹性回缩： 突然切断从容器中倾出的液流会发生弹性回缩。
第三节 聚合物流体的弹性 一．聚合物流体弹性的表征 弹性现象： （1）弹性回缩： 突然切断从容器中倾出的液流会发生弹性回缩。 （2）聚合物流体的蠕变松弛： 同轴旋转圆筒粘度计中，对流体施以形变，维持一段时间后再令其松弛，形变可部分恢复。

53 同轴旋转圆筒粘度计中的可回复形变与流动示意图
第三节 聚合物流体的弹性 同轴旋转圆筒粘度计中的可回复形变与流动示意图 1-外加形变时间 2-维持恒定形变时间 3-可回复形变 4-由于粘性流动所产生的形变

54 聚合物流体从毛细孔中挤出时，在孔口处出现细流大于口模直径现象。
第三节 聚合物流体的弹性 （3）孔口胀大效应： 聚合物流体从毛细孔中挤出时，在孔口处出现细流大于口模直径现象。 Barus效应

55 第三节 聚合物流体的弹性 （4）Weisenberg效应： 小分子流体在搅拌轴周围为凹面，聚合物流体为凸面。 爬杆效应
第三节 聚合物流体的弹性 （4）Weisenberg效应： 小分子流体在搅拌轴周围为凹面，聚合物流体为凸面。 爬杆效应 Weissenberg效应 （1）小分子流体 （2）聚合物流体

56 第三节 聚合物流体的弹性 （5）无管虹吸现象（也称开口虹吸现象）

57 第三节 聚合物流体的弹性 （6）剩余压力现象：聚合物流体沿孔道流动时，出口处压力≠0，有剩余压降Pexit。
第三节 聚合物流体的弹性 （6）剩余压力现象：聚合物流体沿孔道流动时，出口处压力≠0，有剩余压降Pexit。 （7）孔道的虚构长度：聚合物流体流经孔道时，孔端压力降(P)实测 >(P)计算。相当于孔道增加了一段虚构长度。 弹性的本质： -----熵弹性。

58 第三节 聚合物流体的弹性 第一法向应力差函数； 流 弹性模量（剪切弹性模量G或拉伸弹性模量E） 体 的 松弛时间τ（τ＝η/G）； 弹
第三节 聚合物流体的弹性 流 体 的 弹 性 表 征 第一法向应力差函数； 弹性模量（剪切弹性模量G或拉伸弹性模量E） 松弛时间τ（τ＝η/G）； 动态粘度函数’(); 动态储能模量G’()； 胀大比。

59 第三节 聚合物流体的弹性 二．影响聚合物流体弹性的因素 （一）分子参数对聚合物流体弹性的影响 法向应力和柔量增大，弹性大
第三节 聚合物流体的弹性 二．影响聚合物流体弹性的因素 （一）分子参数对聚合物流体弹性的影响 法向应力和柔量增大，弹性大 平均相对分子质量增加 相对分子质量分布的加宽 弹性增大

60 第三节 聚合物流体的弹性 280℃不同特性粘度聚酯的入口压力降 聚酯的特性粘度与挤出胀大比的关系
第三节 聚合物流体的弹性 280℃不同特性粘度聚酯的入口压力降 1-[η]=1.04 ，2-[η]=0.66 3-[η]=0.56 聚酯的特性粘度与挤出胀大比的关系 1－L/D=1 2－L/D=5 3－L/D=7 熔体温度290℃ 喷丝板直径1.2mm

61 280℃时不同相对分子质量分布的聚酯的入口压力降
第三节 聚合物流体的弹性 提示 长链分支增加，弹性增大。 支链加工难 280℃时不同相对分子质量分布的聚酯的入口压力降 1-分布宽 2-分布窄

62 第三节 聚合物流体的弹性 （二）加工条件对聚合物流体弹性的影响 1．温度的影响 温度升高，弹性减小 聚酯熔体的挤出胀大比与熔体温度的关系
第三节 聚合物流体的弹性 （二）加工条件对聚合物流体弹性的影响 1．温度的影响 温度升高，弹性减小 聚酯熔体的挤出胀大比与熔体温度的关系 1－[]= －[]= －[]=0.64

63 聚合物熔体在200℃时的第一法向应力差与剪切速率的关系
第三节 聚合物流体的弹性 2.浓度的影响 浓度的升高，法向应力增大,弹性显著。 3．剪切速率的影响 剪切速率越大，流体入口压力降、法向压力差及胀大比越大，弹性能贮存越高，弹性效应越显著 聚合物熔体在200℃时的第一法向应力差与剪切速率的关系 1-高密度聚乙烯 2-低密度聚乙烯 3-聚苯乙烯

64 聚丙烯熔体的挤出胀大与剪切速率的依赖关系。
第三节 聚合物流体的弹性 聚丙烯熔体的挤出胀大与剪切速率的依赖关系。 （试样相对分子质量29.3万 熔体温度190℃） 曲线旁的数字为毛细孔的长径比

65 第三节 聚合物流体的弹性 4．流动的几何条件的影响 倒角60-120o。 喷丝孔直径增大，挤出胀大比明显减小，弹性效应减弱。
第三节 聚合物流体的弹性 4．流动的几何条件的影响 倒角60-120o。 喷丝孔直径增大，挤出胀大比明显减小，弹性效应减弱。 喷丝孔直径与挤出胀大比的关系 1[]= []= []=0.64

66 第三节 聚合物流体的弹性 长径比大，有利于松弛过程的完成，弹性较小。 长径比对聚酯熔体的挤出胀大比的影响
第三节 聚合物流体的弹性 长径比大，有利于松弛过程的完成，弹性较小。 长径比对聚酯熔体的挤出胀大比的影响 1[]= []= []=0.64

67 碳酸钙填充聚丙烯的法向应力差随剪切应力变化
第三节 聚合物流体的弹性 （三）混合对弹性的影响 1－CaCO3/PP=0/100 2－CaCO3/PP=10/90 3－CaCO3/PP=20/80 4－CaCO3/PP=40/60 填料浓度增加，弹性降低。临界剪切应力上升。 案例 碳黑等填充补强 降低出口胀大比和挤出物的畸变。 碳酸钙填充聚丙烯的法向应力差随剪切应力变化

68 第三节 聚合物流体的弹性 定量描述： 视聚合物流体为Maxwell流体：

69 ---减小细流的胀大比，改善PP的可纺性。
第三节 聚合物流体的弹性 PP比PET的非牛顿性强，弹性显著，τ值和 值大，总法向应力差N1大。 ？ 适当提高纺丝温度； 控制适宜的相对分子质量； 适当加大孔口直径（0.4mm)； 增大喷丝孔长径比（大于2）； 降低剪切速率γ； ---减小细流的胀大比，改善PP的可纺性。

70 第三节 聚合物流体的弹性 本课习题 1．聚合物流体有哪些弹性表现？其本质是什么？如何表征？
第三节 聚合物流体的弹性 本课习题 1．聚合物流体有哪些弹性表现？其本质是什么？如何表征？ 2．分析影响聚合物弹性的因素，并说明提高挤出量可能遇到的问题，如何克服？

71 第四节 聚合物流体在管道中的流动 一、聚合物流体在管道中的流动参数 纺丝过程中，高聚物流体基本为两种流场： 剪切流动（压力作用下的压差流动）
第四节 聚合物流体在管道中的流动 一、聚合物流体在管道中的流动参数 纺丝过程中，高聚物流体基本为两种流场： 出喷丝孔前 出喷丝孔后 剪切流动（压力作用下的压差流动） 单轴拉伸流动（拉伸应力作用下的流动） 纤维成型与喷丝孔长度L、截面形状有密切的关系

72 第四节 聚合物流体在管道中的流动 1．孔道中的剪切应力σ12 式中：L为毛细管的长度； P为毛细管压力降。

73 第四节 聚合物流体在管道中的流动 在管道中心： (12)r=0=0； 在管壁处（r＝R）：(σ12 )w 最大，即： ****
第四节 聚合物流体在管道中的流动 在管道中心： (12)r=0=0； 在管壁处（r＝R）：(σ12 )w 最大，即： **** 由于入口效应和粘弹体流动中弹性能储藏消耗了额外的压力，因此P实测>P计算， P进行Bagley修正 。

74 第四节 聚合物流体在管道中的流动 2、孔道中的流动线速度V(r)

75 第四节 聚合物流体在管道中的流动

76 第四节 聚合物流体在管道中的流动

77 第四节 聚合物流体在管道中的流动

78 第四节 聚合物流体在管道中的流动 切力变稀流体 n<1，m>1 流体速度分布接近柱塞形
第四节 聚合物流体在管道中的流动 切力变稀流体 n<1，m>1 流体速度分布接近柱塞形 n值越小，管中心处的速度分布越平坦，越接近柱塞形。 胀流形流体 n>1，m<1 流体速度分布变得陡峭 n越大，越接近锥形

79 第四节 聚合物流体在管道中的流动

80 第四节 聚合物流体在管道中的流动

81 第四节 聚合物流体在管道中的流动 3、平均流出体积速度Q （体积流量）

82  相同时，Q与ΔP成正比，计量泵快Q大， ΔP大
第四节 聚合物流体在管道中的流动 牛顿流体: n=1 1/m=1 k=1/   相同时，Q与ΔP成正比，计量泵快Q大， ΔP大

83 第四节 聚合物流体在管道中的流动 4、管道壁上的剪切速率 ****

84 PET设备生产聚丙烯会有什么问题，如何解决？
第四节 聚合物流体在管道中的流动 对于牛顿流体，则： 案例1 **** PET？ 喷丝板孔设计 案例2 PE？ PET设备生产聚丙烯会有什么问题，如何解决？ 案例3 PET纺丝时出现螺旋丝？

85 出现“熔体破裂”时的剪切应力（速率）为临界剪切应力（速率）。
第四节 聚合物流体在管道中的流动 二、不稳定流动与熔体破裂 “熔体破裂”：发生在临界剪切速率以上的不稳定流动,宏观表现为挤出物表面变得粗糙,失去光泽,粗细不均和出现扭曲,甚至破坏。 加工速率上限** 出现“熔体破裂”时的剪切应力（速率）为临界剪切应力（速率）。

86 第四节 聚合物流体在管道中的流动 聚合物非牛顿性强,临界剪切速率 聚合物分子质量大，临界剪切速率 临界剪切速率影响因素
第四节 聚合物流体在管道中的流动 聚合物非牛顿性强,临界剪切速率 聚合物分子质量大，临界剪切速率 临界剪切速率影响因素 熔体温度下降，临界剪切速率*** 流道收敛角增大 临界剪切速率 流动几 何条件 流道长径比L/D减小 流道非流线型化

87 第四节 聚合物流体在管道中的流动 本节习题 1、结合影响临界剪切应力的因素分析如何避免熔体破裂。 ２、若提高产量可能遇到的问题与解决办法。