第四章四川大学高分子流变
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高分子流变学
材料科学与化学工程学院
Zimm model
Zimm模型描述聚合物链运动的数学模型： 在溶剂中，聚合物链是以一个半径为 R、且扩张体积中包含 溶剂的线团作为整体进行运动的，其摩擦力为： ζz ≈ ηz R 由Einstein公式可得Zimm链的扩散系数为 Dz = k T / ζz Stokes定律来确定其关系式： ζz= 6πηR(球的体积影响) 根据聚合物链均方末端距的普适表达式R=b Nv，可将Zimm链的 松弛时间改写为： R=b N0.6 τ z = R2/ Dz = R2 ζz / k T =6πη R3 / k T = 6πηb 3N1.8 / k T Zimm链的扩散系数为 Dz = k T / ζz = k T / 6πηb N0.6 η= G（ τ ） τ z =(k T / N V0 ) 6πηb 3N1.8 / k T = 6πηb 3N0.8 / V0
流动 流体
粘性
耗散能 量
产生永 久变形
时间过 程
牛顿定 律
根据经典流体力学理论，不可压缩理想流体的流动为纯粘 性流动，在很小的剪切应力作用下流动立即发生，外力释 去后，流动立即停止，但粘性形变不可恢复。切变速率不 大时，切应力与切边速率呈线性关系，遵循牛顿粘性定律 ，且应力与应变本身无关。
材料科学与化学工程学院
变形
固体
弹性
储存能 量
变形可 以恢复
瞬时响 应
虎克定 律
根据经典固体力学理论，在极限应力范围内，各向同 性的理想弹性固体的形变为瞬时间发生的可逆形变。 应力与应变呈线性关系，服从胡克弹性定律，且应力 与应变速率无关。
牛顿流体与胡克弹性体是两类性质被简化的抽象物体
材料科学与化学工程学院
四川大学高分子物理课件
电学性能
介电常数
描述高分子材料在电场作用下的极化程度， 影响材料的绝缘性能和电容特性。
电导率
衡量高分子材料传导电流的能力，决定材料 的导电性能。
击穿电压
表示高分子材料在电场作用下发生击穿现象 的电压阈值，反映材料的耐电压能力。
光学性能
透光率
衡量高分子材料透过可见光的能力，决定材 料的透明度和清晰度。
高分子液晶呈现特定的有序排列，具有光学各 向异性、流动性等性质。
高分子液晶的应用
高分子液晶在显示技术、光电器件等领域具有广泛应用前景。
05
高分子物理性能
力学性能
弹性模量
描述高分子材料在弹性变形阶段的应力-应变关系， 反映材料的刚度。
屈服强度
表示高分子材料开始发生屈服现象的应力，用于评估 材料的承载能力。
无定形结构指高分子链的无序排列，玻璃态是高 分子在低温下的硬脆状态。
橡胶态和黏流态
橡胶态是高分子在较高温度下的高弹态，黏流态 则是高分子在更高温度下的流动状态。
3
结构转变和松弛现象
高分子在非晶态下可能发生结构转变和松弛现象 ，如玻璃化转变、结晶-熔融转变等。
取向态结构
01
高分子链的取向
在外力作用下，高分子链可能沿 着特定方向排列，形成取向态结 构。
04
高分子聚集态结构
晶态结构
高分子链在晶格中的排列
高分子链在晶体中呈现规则的排列，形成三维有序的晶格结构。
晶胞参数和晶体缺陷
晶胞参数描述晶体的基本单元，晶体缺陷影响晶体的物理和化学性 质。
结晶度和结晶形态
结晶度表示高分子材料中晶相的比例，结晶形态包括单晶、球晶等 。
非晶态结构
1 2
第四章聚合物在加工过程中的降解
氧化镁为基准黄色值 定义：YI = 100(1.28X-106Z) / Y 国标测试方法HG/T 3862-2006
聚氯乙烯在加工过程中的降解
聚氯乙烯降解的特点
粘流温度（160～212℃）>分解温度（170℃） 脱HCl 共轭双键－－聚合物颜色变深 多烯结构的分子间和分子内环化－－聚合物交联、粘度
增塑剂
曲线 1: DOS，氧 曲线 2: DOP，氧 曲线 3: DOP，氧，稳定剂 曲线 4: 惰性气氛, 未增塑 曲线 5: 惰性气氛, 未增塑，稳定剂 曲线 6: 抗氧剂＋DOS 曲线 7: 抗氧剂＋DOS ，稳定剂 曲线 8: 惰性气氛，DOP
从图中可以读出：
沸点高于聚合物熔点和粘流温度
பைடு நூலகம் 热稳定性好，在加工温度范围内单体不分解， 没有异构化反应
对引发剂不起破坏作用 主要有:1-取代丙烯酸类、马来酸酐类、马来
酸酯类、乙烯基硅烷类
引发剂
分解过程中不产生小分子气体，以免在产物 中留下难以消除的气体。
在加工范围内，其半衰期为0.2 —2.0min 熔点低，易于与反应单体和基础聚合物混合。 如：过氧化异丙苯（DCP）、过氧化二苯
氧
应力
水 其它介质，如微量的金属杂质等
二、聚合物加工中降解与稳定的评价方法
基本原理：
根据加工前与加工后（经过不同时 间或若干次加工后）聚合物的某项性能 测试比较来对聚合物降解程度或稳定性 作出判断。
1.熔体流动速率方法
熔体流动速率常用于聚烯烃加工过程中稳定与 降解的研究
2.相对分子质量及其分布的测定
增塑剂（DOP、DOS）的重要性； 氧的作用； 抗氧剂的重要性及适用时间； 稳定剂的重要性
聚氯乙烯在加工过程中的降解
聚氯乙烯降解的特点
粘流温度（160～212℃）>分解温度（170℃） 脱HCl 共轭双键－－聚合物颜色变深 多烯结构的分子间和分子内环化－－聚合物交联、粘度
增塑剂
曲线 1: DOS，氧 曲线 2: DOP，氧 曲线 3: DOP，氧，稳定剂 曲线 4: 惰性气氛, 未增塑 曲线 5: 惰性气氛, 未增塑，稳定剂 曲线 6: 抗氧剂＋DOS 曲线 7: 抗氧剂＋DOS ，稳定剂 曲线 8: 惰性气氛，DOP
从图中可以读出：
沸点高于聚合物熔点和粘流温度
பைடு நூலகம் 热稳定性好，在加工温度范围内单体不分解， 没有异构化反应
对引发剂不起破坏作用 主要有:1-取代丙烯酸类、马来酸酐类、马来
酸酯类、乙烯基硅烷类
引发剂
分解过程中不产生小分子气体，以免在产物 中留下难以消除的气体。
在加工范围内，其半衰期为0.2 —2.0min 熔点低，易于与反应单体和基础聚合物混合。 如：过氧化异丙苯（DCP）、过氧化二苯
氧
应力
水 其它介质，如微量的金属杂质等
二、聚合物加工中降解与稳定的评价方法
基本原理：
根据加工前与加工后（经过不同时 间或若干次加工后）聚合物的某项性能 测试比较来对聚合物降解程度或稳定性 作出判断。
1.熔体流动速率方法
熔体流动速率常用于聚烯烃加工过程中稳定与 降解的研究
2.相对分子质量及其分布的测定
增塑剂（DOP、DOS）的重要性； 氧的作用； 抗氧剂的重要性及适用时间； 稳定剂的重要性
2024年度四川大学内部高分子物理PPT课件
定义
高分子物理是研究高分子物质物理性 质的科学，是高分子科学的一个重要 分支。
特点
高分子物理的研究对象是具有高分子 量的聚合物，其物理性质与低分子物 质有很大差异，如高分子链的构象、 聚集态结构、相转变、粘弹性、导电 性、光学性质等。
4
高分子物理研究内容
高分子链结构
研究高分子链的化学结构、构象、链长及分 布等。
2024/3/23
13
凝胶化现象与凝胶体性质
凝胶化现象
当高分子溶液的浓度达到一定程度时 ，高分子链之间会相互交联形成三维 网络结构，从而使溶液失去流动性， 形成凝胶。
凝胶体性质
凝胶体具有独特的物理和化学性质， 如弹性、粘滞性、触变性等。这些性 质使得凝胶体在生物医学、材料科学 等领域具有广泛的应用前景。
耐疲劳性
高分子材料在交变应力作用下抵抗疲劳破坏的能力，通 常以疲劳寿命或疲劳极限表示。提高高分子材料的耐疲 劳性有助于增强其承受交变应力的能力，从而延长使用 寿命。
2024/3/23
26
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
2024/3/23
27
2024/3/23
16
取向态结构与液晶态结构
取向态结构
高分子链在特定方向上呈现有序排列，而在 其他方向上保持无序。取向态结构具有各向 异性，表现为物理性质在不同方向上的差异 。
液晶态结构
高分子链在特定条件下形成介于晶体和非晶 态之间的中间状态。液晶态结构具有部分有 序性，表现出独特的物理性质，如光学性质 和流动性。
2024/3/23
14
CHAPTER 04
高聚物聚集态结构
2024/3/23
15
晶体规则排列，形成周期 性点阵结构。晶体结构具有长程有序性 ，表现出明显的各向异性。
高分子液体的流变性Nov课件
说明
（1）已知柔性链大分子在溶液或熔 体中处于卷曲的无规线团状。结构 研究表明，当熔体处于平衡态时， 熔体中大分子链构象接近Gauss链 构象（见图6-5）。
（2）当在外力或外力矩的作用下熔体流动时，大分子链的 构象被迫发生改变。同时由于大分子链运动具有松弛特性， 被改变的构象还会局部或全部地恢复。
K n
（6-4）
或 a Kn1
（6-5）
该公式称幂律方程。式中K（常数） 和 n 为材n料参dd数llnn，
称材料的流动指数或非牛顿指数，等于在 lnln
双对数坐标图中曲线的斜率。
K 是与温度有关的粘性参数。
高分子液体的流变性Nov课件
简单讨论
（1）对牛顿型流体，n =1，K = 0；
对假塑性流体，n <1。n 偏离1的程度越大，表明材料的假 塑性（非牛顿性）越强；n与1之差，反映了材料非线性性质 的强弱。
律 速，率其之粘间度不称再零呈剪直切线粘 关度 系， （也 图记6-3为）。 0 ；流速较高时，剪切应力与剪切
表观粘度 a ——定义曲线上一点到坐
标原点的割线斜率为流体的表观粘度
a /
（6-3）
可以看出，表观粘度是剪切速率（或剪切应力）的函数。 剪切速率增大，表观粘度降低，呈剪切变稀效应。
我们称这类流体为假塑性流体（大多数高分子熔体和浓溶液）。 表观粘度单位与牛顿粘度相同。
高分子液体的流变性Nov课件
链段
分子整链
分子整链的运动如同一条蛇的蠕动
高分子液体的流变性Nov课件
几点说明
（1）交联和体型高分子材料不具有粘流态，如硫化橡胶 及酚醛树脂，环氧树脂，聚酯等热固性树脂。
（2）某些刚性分子链和分子链间有强相互作用的聚合物， 如纤维素酯类、聚四氟乙烯、聚丙烯腈、聚乙烯醇等，其 分解温度低于流动温度，因而也不存在粘流态。
高分子流变学教案
各向同性膨胀是均匀的变形（Homogeneous）。物体内
任何体积单元都变化3倍，当然物体不一定是立方柱体
2.2.2 拉伸和单向压缩 （Extension and uniaxial expension）
l′＝l b′＝b c′＝c V/V0＝2
＝1＋ <<1
l l
l
为长度的分数增量
＝1－ <<1 bb cc 为侧边的分数减量
线性粘性流体（Linear viscous fluid）或牛顿流体
流动速度正比于所加之力 ＝
聚合物流变模式的形态
聚合物流变行为的多样性和多元性 聚合物的力学状态 聚合物形态的转变 聚合物粘弹态
聚合物的力学状态
聚合物没有明确的固态和液态的界限，固体和液体 的转化过程比低分子材料复杂得多，必须认识聚合 物力学形态的多样性
图3.4 交联聚合物（橡胶）的拉伸模量与温度的关系
微晶的存在 起到交联的
作用
图3.5 结晶性线形聚合物的拉伸模量与温度的关系
其形状与无定型聚合物类似，其区别 是坪台区较宽，且坪台处的模量较高
3.4.3 模量的分子量依赖性
低温时粘弹性主要决定于大分 子链的小链段的运动，而与大 分子链本身的尺寸基本上无关 。在高温时的粘弹性则涉及到 较大链段的复杂运动，以解开 缠绕并最后大分子链间相互滑 移 ，所以分子量对拉伸模量的 影响主要在高弹态和粘流态
低3～4个数量级。
聚合物弹性模量与温度的关系
温度对体积模量的影响较小，低于玻璃化温度和高于玻璃 化温度的K相差仅两倍左右，在同一数量级上。拉伸和剪 切模量的温度依赖性则很大
图3.3 无定形线形聚合物的拉伸模量与温度的关系
分子链热运动加强，回缩 力逐渐变大，弹性形变能 力变小，表现为弹性模量
任何体积单元都变化3倍，当然物体不一定是立方柱体
2.2.2 拉伸和单向压缩 （Extension and uniaxial expension）
l′＝l b′＝b c′＝c V/V0＝2
＝1＋ <<1
l l
l
为长度的分数增量
＝1－ <<1 bb cc 为侧边的分数减量
线性粘性流体（Linear viscous fluid）或牛顿流体
流动速度正比于所加之力 ＝
聚合物流变模式的形态
聚合物流变行为的多样性和多元性 聚合物的力学状态 聚合物形态的转变 聚合物粘弹态
聚合物的力学状态
聚合物没有明确的固态和液态的界限，固体和液体 的转化过程比低分子材料复杂得多，必须认识聚合 物力学形态的多样性
图3.4 交联聚合物（橡胶）的拉伸模量与温度的关系
微晶的存在 起到交联的
作用
图3.5 结晶性线形聚合物的拉伸模量与温度的关系
其形状与无定型聚合物类似，其区别 是坪台区较宽，且坪台处的模量较高
3.4.3 模量的分子量依赖性
低温时粘弹性主要决定于大分 子链的小链段的运动，而与大 分子链本身的尺寸基本上无关 。在高温时的粘弹性则涉及到 较大链段的复杂运动，以解开 缠绕并最后大分子链间相互滑 移 ，所以分子量对拉伸模量的 影响主要在高弹态和粘流态
低3～4个数量级。
聚合物弹性模量与温度的关系
温度对体积模量的影响较小，低于玻璃化温度和高于玻璃 化温度的K相差仅两倍左右，在同一数量级上。拉伸和剪 切模量的温度依赖性则很大
图3.3 无定形线形聚合物的拉伸模量与温度的关系
分子链热运动加强，回缩 力逐渐变大，弹性形变能 力变小，表现为弹性模量
高分子流变学 第四章
郝文涛，合肥工业大学化工学院
20
熔体破裂现象之二
粘滑（stickslip） 在更高的挤出速度或压力下，出现粘滑转变(喷射流 动)； 其显著的特征为：毛细管内压力的振荡和由光滑与粗 糙交替组成的挤出物表面，其破裂形成的肋状物尺寸 小于挤出物直径的10%。 在控压挤出的流动曲线上能看到在临界应力下剪切速 率的突然跃升。
130s-1
1.0 μm
19
郝文涛，合肥工业大学化工学院
30
八、测量高聚物熔体弹性的意义
3.
对某些物理性能（如 光学性能）的影响
三种物料的熔体指数 MI与密度差别不大 LDPE A的弹性较大， LDPE B和LDPE C的 弹性基本相同 薄膜光泽度差异与弹 性差异基本一致
入口压力降 80 60 40 20 10 LDPE B LDPE C 剪切应力 150°C LDPE A
郝文涛，合肥工业大学化工学院
21
熔体破裂现象之三
整体波状破裂（wavy） 整体破裂，在短的毛细管中挤出物的变形程度可达 到与挤出物直径相当，出现不规则破碎。
郝文涛，合肥工业大学化工学院
22
补充内容：
发生整体破裂的临界剪切应力，只取决于聚合物熔体本 身，而与口模的直径、长度及其制造材料无关。 鲨鱼皮产生的临界条件依赖于：
郝文涛，合肥工业大学化工学院 16
补充材料：高分子流体的“缩骨功”
高分子溶液或熔体的分子一般都是长链分子，由于它们的长度 比它们的直径大得多，通常就像线团那样一团一团地蜷曲着。 然而当这些完全不规则的胖胖的线团不得不通过模具的小孔 时，由于体积不能变化，故只得把自己拉长（分子链被迫拉 伸）； 而一旦冲过模孔，它们便努力恢复自己原来自由松散的状态。 这就像武侠小说中的高手，有一种“缩骨功”，得以穿过本来无 法与人身体相适应的孔洞，过后又重新恢复正常一样。 高分子流体的这种弹性恢复一般在0.02秒里就能完成。 现代的科学手段进一步证实，它与法向应力之间也存在一定的 关系。 有了这些科学理论根据，人们就能更准确地制造高分子产品， 把它们的尺寸控制在我们所要求的范围之中。
四川大学内部高分子物理课件2024新版
高分子的结晶性
高分子材料在一定条件下能够形成晶体结构，结晶度对材料的力学、热学等性能有显著 影响。
结晶高分子与非晶高分子的区别
结晶高分子具有规则的晶体结构和较高的熔点、密度和强度；非晶高分子则相反，具有 无定型结构和较低的熔点、密度和强度。
03
高分子溶液性质与行为
高分子溶液基本概念
高分子溶液定义
高分子物理与化学关系
高分子物理与化学的联系
高分子物理和高分子化学都是研究高分子的科学，两者之间存在密切的联系。高分子化学主要研究高分子的合成 和化学反应，而高分子物理则关注高分子的结构和物理性质。在实际研究中，两者往往相互渗透，共同推动高分 子科学的发展。
高分子物理与化学的区别
尽管高分子物理和高分子化学都是研究高分子的科学，但它们的关注点和研究方法有所不同。高分子化学更注重 合成新的高分子化合物和探索其化学反应机理，而高分子物理则更关注高分子的结构和物理性质的研究。此外， 两者的实验手段和理论分析方法也有所区别。
高分子物理特点
高分子物理的研究对象是高分子化合物，这类化合物具有分子量高、分子链长、分子间作用力强等特 点。因此，高分子物理表现出一些独特的性质，如粘弹性、蠕变性、松弛性、玻璃化转变等。
高分子物理研究内容
高分子溶液
研究高分子在溶液中的溶解、 溶胀、凝胶化等行为，以及高 分子溶液的粘度、流变性等。
高分子取向与形变
高分子链的化学组成、链结构（线性、支化、交联等）对 力学性能有显著影响。
01
物理结构
高分子链的聚集态结构（晶态、非晶态 、取向态等）对力学性能有重要影响。
02
03
加工工艺
高分子材料的加工成型过程（温度、 压力、时间等）会影响其最终力学性 能。
高分子材料在一定条件下能够形成晶体结构，结晶度对材料的力学、热学等性能有显著 影响。
结晶高分子与非晶高分子的区别
结晶高分子具有规则的晶体结构和较高的熔点、密度和强度；非晶高分子则相反，具有 无定型结构和较低的熔点、密度和强度。
03
高分子溶液性质与行为
高分子溶液基本概念
高分子溶液定义
高分子物理与化学关系
高分子物理与化学的联系
高分子物理和高分子化学都是研究高分子的科学，两者之间存在密切的联系。高分子化学主要研究高分子的合成 和化学反应，而高分子物理则关注高分子的结构和物理性质。在实际研究中，两者往往相互渗透，共同推动高分 子科学的发展。
高分子物理与化学的区别
尽管高分子物理和高分子化学都是研究高分子的科学，但它们的关注点和研究方法有所不同。高分子化学更注重 合成新的高分子化合物和探索其化学反应机理，而高分子物理则更关注高分子的结构和物理性质的研究。此外， 两者的实验手段和理论分析方法也有所区别。
高分子物理特点
高分子物理的研究对象是高分子化合物，这类化合物具有分子量高、分子链长、分子间作用力强等特 点。因此，高分子物理表现出一些独特的性质，如粘弹性、蠕变性、松弛性、玻璃化转变等。
高分子物理研究内容
高分子溶液
研究高分子在溶液中的溶解、 溶胀、凝胶化等行为，以及高 分子溶液的粘度、流变性等。
高分子取向与形变
高分子链的化学组成、链结构（线性、支化、交联等）对 力学性能有显著影响。
01
物理结构
高分子链的聚集态结构（晶态、非晶态 、取向态等）对力学性能有重要影响。
02
03
加工工艺
高分子材料的加工成型过程（温度、 压力、时间等）会影响其最终力学性 能。
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定义：用固体塑料供料的挤出机
三个功能区
固体输送区 熔化区 熔体输送区
螺杆
通用型式是“计量”螺杆
一个较深的加料段 它有三个几何段 一个锥形的压缩段
一个较浅的计量段 螺杆的几何参数
研究单螺杆挤出机的意义
为使挤出机达到稳定的产量和质量 一方面，沿螺槽方向任意截面上的质量必须保持恒定并等于产量； 另一方面，熔体的输送速率应等于塑料的熔化速率。 如果不能实现这些条件，就会引起产量波动和温度波动。
4 螺槽深、宽比（H/W）的影响
当螺槽宽度不能认为是无限是，经分析，由拖曳流动产生的 速度为vzd(x,y),由压力流动产生的速度分布为vzp(x,y)
那么综合速度为 vz (x, y) vzd vzp
积分
Q
W 0
H 0
vz dxdy
WHVbz Fd
WH 3 12
p z
Fp
体积流率
式中，Fd为拖曳流动的形状系数，Fp为压力流动的形状系数
对于牛顿流体，简化的动量方程为
0
p x
2vx x2
2vx y2
0
p z
2vz x2
2vz y 2
0
p x
2vx x2
2vx y2
vx 对x的依赖性很小
p / x 2vx / y2 0
边界条件
积分
vx (0) 0, vx (H ) Vbx
y 3y vx Vx H (2 H )
第四章 单螺杆挤出机内的流动
概述
挤出是塑料在挤出机中通过加热、加压使其以流动状态通过口 模成型的方法。 它涉及挤出机内的流动和口模内的流动。 单螺杆挤出是最基本、最简单的挤出成型方法，在此主要介绍 单螺杆挤出。
单螺杆挤出机 的组成
料筒 阿基米德螺杆 加料装置 传动机构 加热冷却装置 控制系统
塑炼挤出机
拉断，甚至使口模“飞出”。
（3）当0 QP / QD 1时 ，这是一般挤出，它是在前述两个极端行为 之间进行的。
节流比对速度分布的影响
将沿螺槽的速度分布写成节流比的函数
vz y (1 3 QP 3 y QP )
Vbz H
QD H QD
螺杆轴向的速度分布vl是由vx和vz的矢量和给定的
vl 3 y (1 y )(1 QP ) sin cos
螺槽横向速度分布
在y=2H/3处横向速度为零
0
p z
2vz x2
2vz y2
假设螺槽宽度无限 vz / x 0
p / z 2vz / y2 0
边界条件
积分
vz (0) 0, vz (H ) Vbz
vz
Vbz
y H
1
2
y(H
y)
p z
沿螺槽速度分布
熔体输送流率
H
1
WH 3 dp
Q 0 Wvzdy 2 WHVbz 12 dz
将上式绘在Q-△P坐标上，所得到的一系列的曲线， ----口模特性曲线
螺杆特性曲线与螺杆特性曲线的交点是特定口模与螺杆转速的操作点
3 黏性耗散的影响 黏性耗散:是指黏性流体中的转化热，或称为黏性耗散热
对于简单剪切，单位体积的黏性耗散热为：
Ed &
在计量段的剪切速率为πDN/H,并用牛顿黏性定律描述流体 的流动行为，则在熔体输送中的黏性耗散热为
最简流率方程可以写成
Q 1 QP
QD
QD
或
Q 1 ( QP ) WHVbz 2 QD
节流比的变化，对挤出机操作状态的影响
（1）当QP
/
QD
0时, Q
1 2 WHVbz
，即在挤出机中没有压力梯度时，
挤出量最大，这种挤出为自由挤出。但是挤出物的塑炼质量较差。
（2）当QP / QD 1时，Q 0 ，它说明口模关门闭而处于断流状态。 这时挤出压力最大， 有时会使挤出机与口模制件的连接螺栓
在大多数挤出机螺杆的范围中（H/W＜0.6），这两种形状系数
可用下式表达
几何简化 把螺槽（旋形）从螺杆展开，并定位在平面上，料筒被看成在螺槽 顶上一块滑动着的无限大的平板，并与沿螺槽方向成θ角（螺旋角） 以恒定速度运动
假定：螺杆不动，料筒运动
料筒内表面的速度 Vb NDb 沿螺槽的速度分量 Vbz Vb cos NDb cos 横过螺槽的速度分量 Vbx Vb sin NDb sin
Ed
&2
( DN )2
H
这说明，黏性耗散热是随剪切速率而增大的。
如果计量段温度不加控制而处于绝热挤出的情况，黏性耗散 所引起的绝热温升会相当高
实例
高熔体黏度的硬聚氯乙烯料会引起严重热降解而析出HCL， 使物料变色。因此，对于硬PVC挤出，要合理设计螺杆（压 缩比为2~2.5，螺杆中心钻有冷却孔），在适当的螺杆转速下 严格控制熔体温度
2
12 L
Q AN C p
其中，A 2Db2H sin cos ，c DbH 3 sin2
2
12L
将上式绘在Q-△P坐标上，可得到一系列具有负斜率的平行线 ---螺杆特性曲线 说明了螺杆末端产生的压力和螺杆转速对挤出量的影响
通过口模的流率
Q k p
式中，k是口模流导，它是口模阻力的倒数。
因此，从理论上阐明塑炼挤出机中固体输送、熔化和熔体输送与 操作条件、塑料性质和螺杆几何参数之间的关系，对于设备设计、 制品产量和质量的提高都有重要作用
contents
塑炼挤出的 熔体输送
一
三 塑炼 挤出的熔化
塑炼挤出的 固体输送
二
四 塑炼
挤出的混合
第一节 塑炼挤出的熔体输送
一、牛顿流体的解
为了进行最简的挤出熔体输送分析，先假设： （1）流体为不可压缩的牛顿流体 （2）流动是定常的等温而充分发展的流动 （3）壁上无滑动 （4）惯性力可不计 （5）螺槽的宽度可认为无限 （6）螺槽曲率可不计
Vb HΒιβλιοθήκη HQDvx , vy和vl的速度分布绘于下图
图解
1、vx / Vbx与节流比无关
2、对于节流比为（1 Q=0）时，
v x
/ Vbx和vy
/ Vbx在同一点
y/H=2/3取零值
在此条件下，该位置的流体质 点是静止的，但在临近螺纹处， 有一分量，而形成环流
2 螺杆和口模特性曲线
Q 2Db2 NH sin cos DbH 3 sin2 p
也可写成
Q 2Db2 NH sin cos DbH 3 sin2 p
2
12 L
最简流率方程，由拖曳体积流率（QD）和压力体积流率（QP）组成 可用以粗略估算挤出机的泵送能力
1 关于节流比的影响
节流比：是指压力体积流率（QP）与拖曳体积流率（ QD）之比
QP H 2 (p )
QD 6Vbz z