流变学复习
高分子材料流变学复习题
一、填空题（2×10=20分）1.高分子材料流变学可分为高分子材料流变学和流变学。
2.高分子材料的结构可以分为结构和结构，影响高分子流变性质的主要结构层次为结构。
3.输运过程中的基本方程有方程，方程和方程。
4.互容高分子可以分为互容和互容两种情形。
二、选择题(单选)（2×5=10分）1.大多数聚合物流体属于：（）A．膨胀性流体 B. 膨胀性流体C. 假塑性流体D. 假塑性流体2.能有效改善聚甲醛的加工流动性的方法有：（）A．增大分子量 B. 升高加工温度 C. 提高挤出机的螺杆转速3.下列方法中不能测定聚合物熔体粘度的是：（）A．毛细管粘度计 B. 旋转粘度计C. 乌氏粘度计D. 落球粘度计4.高聚物为假塑性流体，其粘度随剪切速率的增加而（）。
A、增加B、减少C、不变5.在设计制造外径为5cm管材的模头时，应选择哪种内径的模头（）。
A、小于5cmB、5cmC、大于5cm三、判断题（2×5=10分）1.Weissenberg效应得出现是因为高分子液体具有黏性。
（）2.液体的流动黏度随外力作用时间的延长而变大的的性质称为触变性。
（）3.挤出胀大比随着剪切速率的的升高而增加，随温度的升高而增加。
（）4.挤出成型过程中同时存在拖曳流，压力流和漏流。
（）5.软化增塑剂的加入使基础胀大比增大。
（）四、名词解释（4×5=20分）法向分量；黏流态；宾汉流体；粘流活化能；触变性流体五、简答题（2×10=20分）1.如何表征高分子流体的剪切敏感性与温度敏感性？2.平均分子量和分布对聚合物熔体黏度、力学性能各有何影响？六、论述题（20分）画出牛顿流体和三种典型的无时间依赖性的非牛顿流体的流动曲线，并说明其主要流动特征。
流变学复习提纲
复习大纲第一章绪论基本内容：流变学基本概念、流变学研究的重要性重点：流变学的概念；流变学与分子结构、加工、形态、应用等的关系，如分子量、分子量分布及支化程度对聚合物流变性的影响难点：流变学的概念（包轴现象、出口压力降、假塑性流体、粘流活化能、表观剪切粘度、熔融指数、维森堡效应、挤出胀大、可回复形变、触变性流体）第二章聚合物熔体的流动性2.1 聚合物的非牛顿型流动基本内容：高聚物粘流态的特点流动曲线的分类（牛顿流体和非牛顿流体，非牛顿流体分为宾汉流体、假塑性流体和胀塑性流体）幂律方程及影响非牛顿指数的因素掌握影响聚合物剪切粘度的分子链结构因素、加工条件及配方因素重点：流动曲线的分类机每种流动曲线特征难点：非牛顿指数的物理意义流动曲线的分类，每种流动曲线特点并举例：如：非牛顿指数、假塑性流体的流动曲线、表观粘度、剪切粘度和拉伸粘度、熔体破碎现象、聚合物弹性效应2.2影响聚合物剪切粘度的因素2.3关于剪切变稀行为的说明基本内容：从链结构出发，学习链结构、分子量及分布、支化、交联对黏度的影响从温度、剪切速率、压力等方面，学习加工条件对黏度的影响从配方方面，学习碳黑、碳酸钙、增塑剂对黏度的影响重点：影响黏度的各种因素难点：剪切变稀行为2.4高聚物熔体的弹性基本内容：高聚物弹性的几个物理量的表征松弛时间的概念挤出胀大现象，原因，影响因素熔体破裂现象、种类、原因及措施重点：挤出胀大现象，原因，影响因素熔体破裂现象、种类、原因及措施难点：松弛时间的概念熔体破裂原因2.5拉伸流动基本内容：拉伸粘度概念，与剪切粘度的比较，应用重点：与剪切粘度的比较难点：拉伸粘度的概念第三章流变性能测定3.1 引言3.2 毛细管流变仪基本内容：毛细管流变仪设备基本结构及测量原理入口校正原理及方法应用重点：毛细管流变仪测试原理难点：毛细管流变仪测试原理3.3 转矩流变仪基本内容：转矩流变仪基本结构测试原理校正原理及方法应用重点：转矩流变仪测试原理难点：转矩流变仪测试原理3.4 熔融指数测量仪3.5 其它流变仪（haake流变仪的原理与应用）3.6 拉伸粘度测试基本内容：拉伸粘度测试原理及应用重点：拉伸粘度测试原理难点：拉伸粘度测试原理第四章基本物理量、流变基础方程及本构方程4.1 基本物理量4.2 连续性方程4.3 动量方程基本内容：基本物理量直角坐标系中的连续性方程直角坐标系中的动量方程重点：直角坐标系中的连续性和动量方程难点：应力张量的概念第五章流变学基础方程的初步应用5.1 拖曳流流场分析5.2 压力流流场分析基本内容：推导两平板间牛顿流体拖曳流温度计速度分布计算公式推导牛顿与幂律流体压力流温度及速度分布计算公式重点：拖曳流与压力流速度及温度分布计算公式难点：拖曳流与压力流速度及温度分布计算公式第六章开炼机的加工过程6.2 流变分析6.3 生胶在辊筒上的行为基本内容：推导两辊筒间压力及速度分布计算公式，生胶在辊筒上的加工行为重点：两辊筒间压力及速度分布计算公式难点：两辊筒间压力及速度分布计算公式第七章挤出过程7.1 概述7.2 在计量段螺槽中的流动7.3 在机头口型中的流动7.4 稳定挤出基本内容：挤出过程、计量段螺槽中的流动、在机头口型中的流动和稳定挤出。
高分子流变学复习要点
流变考点大全一、名词解释1. 本构方程：又称状态方程，描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程,是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关的力学响应规律的方程. 反映流变过程中材料本身的结构特性。
2. 等粘度原则：两相高分子熔体或溶液粘度相近，易混合均匀。
3. 近似润滑假定：把原来物料在x—y平面的二维流动，在一段流道内简化成为只沿x方向的一维流动，这种简化假定称为~。
4. 剪切变稀：相同温度下，高分子液体，在流动过程中粘度随剪切速率增大而降低的现象。
5. 表观剪切黏度：表观粘度η a定义流动曲线上某一点τ与γ的比值6. Banis效应：又称口型膨胀效应或挤出胀大现象，是指高分子熔体被迫挤出口模时，挤出物尺寸d大于口模尺寸D，截面形状也发生变化的现象。
7. 粘流活化能：E定义为分子链流动时用于克服分子间位垒跃迁到临近空穴所需要的最小能量，它表征粘度对温度的依赖性，E越大，粘度对温度的依赖性越强，温度升高，其粘度下降得越多。
8. 法向应力差：两个法向应力分量差值在各种分解中始终保持不变，定义法向应力差函数来描写材料弹性形变行为。
9. 零切黏度：剪切速率接近于0时，非牛顿流体对应的粘度值。
10. 表观粘度：流动曲线上某点与原点连线的斜率11. 弯流误差：高分子液体流经一个弯形流道时，液体对流道内侧壁和外侧壁的压力，会因法向应力差效应而产生差异。
12. 拉伸粘度：聚合物在拉伸过程中拉伸方向的总的法向应力与拉伸速率的比值。
13. 第二牛顿区;假塑性流体在当前剪切速率很高时，剪切粘度会趋于一个定值，而这一剪切区域称为假塑性流体的第二牛顿区。
14. 触变性：等温条件下，某些液体流动粘度随外力作用时间长短发生变化的性质，其中粘度变小为触变性。
15. Tf：黏流温度，高分子高弹态与粘流态之间转变的温度，大分子链产生重心位移的整链相对运动。
16. Tg：玻璃化温度，分子链段运动，解除冻结的温度，形变可以恢复。
聚合物流变学复习题参考答案
聚合物流变学复习题一、名词解释（任选5小题，每小题2分，共10分）：1、蠕变：在一定温度下，固定应力，观察应变随时间增大的现象。
应力松弛：在温度和形变保持不变的情况下，高聚物内部的应力随时间而逐渐衰减的现象。
或应力松弛：在一定温度下，固定应变，观察应力随时间衰减的现象。
2、时－温等效原理：升高温度和延长时间对分子运动及高聚物的粘弹行为是等效的，可用一个转换因子αT 将 某一温度下测定的力学数据变成另一温度下的力学数据。
3、熔体破裂：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，引起液流破坏的现象。
挤出胀大：对粘弹性聚合物熔体流出管口时，液流直径增大膨胀的现象。
4、熔融指数：在标准熔融指数仪中，先将聚合物加热到一定温度，使其完全熔融，然后在一定负荷下将它在固定直径、固定长度的毛细管中挤出，以十分钟内挤出的聚合物的质量克数为该聚合物的熔融指数。
5、非牛顿流体：凡不服从牛顿粘性定律的流体。
牛顿流体：服从牛顿粘性定律的流体。
6、假塑性流体：流动很慢时，剪切粘度保持为常数，而随剪切速率或剪切应力的增大，粘度反常地减少——剪切变稀的流体。
膨胀性流体：剪切速率超过某一个临界值后，剪切粘度随剪切速率增大而增大，呈剪切变稠效应，流体表观“体积”略有膨胀的的流体。
7、粘流活化能：在流动过程中，流动单元（即链段）用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。
8、极限粘度η∞：假塑性流体在第二牛顿区所对应的粘度（即在切变速率很高时对应的粘度）。
9、断裂韧性K 1C ：表征材料阻止裂纹扩展的能力，是材料抵抗脆性破坏能力的韧性指标，s b C E c K γπσ21==，其中，σ b 为脆性材料的拉伸强度；C 为半裂纹长度；E 为材料的弹性模量；s γ为单位表面的表面能。
10、拉伸流动：当粘弹性聚合物熔体从任何形式的管道中流出并受外力拉伸时产生的收敛流动。
或拉伸流动：质点速度仅沿流动方向发生变化的流动。
药剂学流变学基础复习指南
第七章流变学基础学习要点一、概述(一)流变学1、定义:流变学(rheology)就是研究物质变形与流动的科学。
变形就是固体的固有性质,流动就是液体的固有性质。
2、研究对象:(1) 具有固体与液体两方面性质的物质。
(2) 乳剂、混悬剂、软膏、硬膏、粉体等。
(二)变形与流动1、变形就是指对某一物体施加外力时,其内部各部分的形状与体积发生变化的过程。
2、应力就是指对固体施加外力,则固体内部存在一种与外力相对抗而使固体保持原状的单位面积上的力。
3、流动:对液体施加外力,液体发生变形,即流动。
(三)弹性与黏性1、弹性就是指物体在外力的作用下发生变形,当解除外力后恢复原来状态的性质。
可逆性变形----弹性变形。
不可逆变形----塑性变形2、黏性就是流体在外力的作用下质点间相对运动而产生的阻力。
3、剪切应力(S):单位液层面积上所施加的使各液层发生相对运动的外力,FSA=。
4、剪切速度(D):液体流动时各层之间形成的速度梯度,dvDdx=。
5、黏度:η,面积为1cm2时两液层间的内摩擦力,单位Pa·s,SDη=。
(四)黏弹性1、黏弹性就是指物体具有黏性与弹性的双重特征,具有这样性质的物体称为黏弹体。
2、 应力松弛就是指试样瞬时变形后,在不变形的情况下,试样内部的应力随时间而减小的过程,即,外形不变,内应力发生变化。
3、 蠕变就是指把一定大小的应力施加于黏弹体时,物体的形变随时间而逐渐增加的现象,即,应力不变,外形发生变化。
二、流体的基本性质图7-1 各种类型的液体流动曲线 (一)牛顿流体: 1、 特征 (1) 剪切速度与剪切应力成正比,S=F/A=ηD 或1S D η=。
(2) 黏度η:在一定温度下为常数,不随剪切速度的变化而变化。
2、 应用纯液体、低分子溶液或高分子稀溶液。
(二)非牛顿流体 1、 特征:(1) 剪切应力与剪切速度的关系不符合牛顿定律。
(2) 黏度不就是一个常数,随剪切速率的变化而变化。
流变学复习重点
• 典型高分子液体的流动曲线如上图，当流动很慢时， 剪切粘度保持为常数，随剪切速率的增大，剪切粘 度反而减少。图中曲线大致可分为三个区域，
•
•
OA段，剪切速率γ→0，η→ γ呈线性关系，流动 性质与牛顿型流体相仿，粘度趋于常数，称零剪切 粘度η0.这一区域称第一牛顿区。
AB段，当剪切速率超过某一临界值γ后，材料 流动性质出现非牛顿性，剪切粘度（实际上是表现 剪切粘度η,即η与γ曲线上一点与原点连线的斜率， 后面将详细介绍）随剪切速率γ增大而逐渐下降， 出现“剪切变稀”行为，这一区域是高分子材料加 工的典型流动区。 BC段，剪切速率非常高时， γ →∞时，剪切粘 度又趋于另一个定值η ∞,称无穷剪切粘度，这一区 域称第二牛顿区，通常实验达不到该区域，因为在 此之前，流动已变得极不稳定，甚至被破坏。 绝大多数高聚物熔体的η 0， η a, η ∞有如下大小 顺序η 0> η a> η ∞
• 二、高聚物粘流特点
• 高聚物分子链细而长，流动过程中其分子受力 形式与小分子不同，因而导致高聚物的粘性流动有 如下特点： 1. 流动机理是链段相继跃迁 小分子液体的流动可以用简单的孔穴模型说明， 该模型假设，液体中存在许多孔穴，小分子液体的 孔穴与分子尺寸相等，当受外力时，分子热运动无 规则跃迁，和孔穴不断变换位置，发生分子扩散应 力，在存在外力的情况下，分子沿外力方向从优跃 迁，即通过分子间的孔穴相继向某一方向移动，形 成宏观流动。温度升高，分子热运动能量增加，孔 穴增加和膨胀，流动阻力减小，粘度和温度关系服 从Arrhenius定律
•
此外，从上图可见，牛顿流体的粘度不随γ而 变化，但假塑性体粘度随γ而变化。正由于假塑性 体的粘度随γ和η而变化，为了方便起见，对非牛顿 流体可用“表观粘度”描述其流动时的粘稠性，表 观粘度η a定义流动曲线上某一点η与γ的比值，即
流变学复习仅供参考
聚合物加工流变学复习：流变学：研究材料流动及变形规律的科学。
熔融指数：在一定的温度和负荷下，聚合物熔体每10min通过规定的标准口模的质量，单位g/10min。
假塑性流体：指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体。
可回复形变：先对流变仪中的液体施以一定的外力，使其形变，然后在一定时间内维持该形变保持恒定，而后撤去外力，使形变自然恢复。
韦森堡效应&爬杆现象&包轴现象：当圆棒插入容器中的高分子液体中旋转时，没有因惯性作用而甩向容器壁附近，反而环绕在旋转棒附近，出现沿棒向上爬的“爬杆”现象。
巴拉斯效应&挤出胀大&弹性记忆效应：指高分子被强迫挤出口模时，挤出物尺寸要大于口模尺寸，截面形状也发生变化的现象。
冷冻皮层：熔体进入冷模后，贴近模壁的熔体很快凝固，速度锐减，形成冷冻皮层法向应力效应：聚合物材料在口模流动中，由于自身的黏弹特性，大分子链的剪切或拉伸取向导致其力学性能的各向异性，产生法向应力效应。
松弛时间：是指物体受力变形，外力解除后材料恢复正常状态所需的时间。
Deborah数：松弛时间与实验观察时间之比。
残余应力：构件在制造过程中，将受到来自各种工艺等因素的作用与影响；当这些因素消失之后，若构件所受到的上述作用于影响不能随之而完全消失，仍有部分作用与影响残留在构件内，则这种残留的作用与影响称为残余应力。
表观粘度：非牛顿型流体流动时剪切应力和剪切速率的比值。
表观剪切黏度：表观粘度定义流动曲线上某一点τ与γ的比值。
入口校正：对于粘弹性流体，当从料筒进入毛细管时，由于存在一个很大的入口压力损失，因此需要通过测压力差来计算压力梯度时所进行的校正。
驻点：两辊筒间物料的速度分布中，在x’*处,物料流速分布中,中心处的速度=0,称驻点。
本构方程：描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程,是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关的力学响应规律的方程. 反映流变过程中材料本身的结构特性。
湖北工业大学流变学复习资料
湖北工业大学流变学复习资料湖北工业大学流变学复习参考题型挑选填空题直观综合仅供参考第一章：绪论1.何谓流变学（rheology）?流变学就是研究和阐明物质或材料流动和变形规律的科学。
就是化学、力学和工程学交叉的交叉学科。
2.流变学分支和方法论地位流变学分支:高分子流变学、石油工程流变学、食品流变学、悬浮液流变学、地质流变学、泥石流流变学、固体流变学（金属加工流变学、岩石流变学）、非牛顿流体流变学、分形体流变学、生物流变学和血液流变学，光、电、磁流变学、日用化工流变学、表面活性剂流变学、界面流变学（至少记住5个p1）方法论地位:流变学本身即为彰显出来朴素的实事求是观点，具备方法论促进作用，可以与多种学科交叉，构成代莱学科分支。
？3.流变学主要研究对象：非牛顿流体的流变特性、粘弹性材料的流变特性、流变测量技术、流变状态方程，即本构方程（揭示物质受力和变形的本质规律。
例：牛顿粘性定律、胡克定律）。
4.流变学与化学工程的关系/流变学与日用化工（重化工？）的关系化学工程：单体聚合反应、高分子加工、乳化过程与流体的流变行为密切相关。
必须研究其传达和反应过程、设计反应器、工程压缩，必须对演变过程特性存有明晰重新认识。
流变学提供材料的流变状态方程，用于解决非牛顿流体的动量传递问题，并进一步为非牛顿流体的热质传递和反应工程提供基础。
流变学是非牛顿流体化学工程的重要理论基础之一。
日用化工：日用化学品（膏霜、乳液）为多组分、多相态的非牛顿流体。
日用化工过程为非牛顿流体的制造过程。
1）乳液、泡沫的稳定性：包含热稳定性、耐剪切稳定性、储存稳定性等（表面粘度、表面弹性）2）产品的涂敷性：光滑性和涂敷深浅性能3）抽走能力，屈服应力4）增稠性：各种流变性调节剂（粘多糖、聚丙烯酸等）5）流平性指甲油等6）触变性膏霜、牙膏7）流动控制能力在洗衣粉料浆中加入适量甲苯磺酸钠，调节降低粘度，使之易于喷粉成型。
5.非牛顿流体的特殊性质：剪切变稀、剪切减仁和、屈服应力、触变性、粘弹性、爬竿效应、湍流减阻效应（toms效应）、无管虹吸现象、挤出胀大6.非牛顿流体的触变性：若流体的应力或粘度随剪切时间的增大而减小，并最终达到平衡粘度，该特性称为正触变性，简称触变性。
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一、名词解释
1.临界分子量/
2.触变性/
3.Bingham塑性/
4.强迫高弹性/
5.时温
等效/6.熵弹性/7.挤出膨胀/8.假塑性/9.蠕变实验/10韧性断裂
1橡胶坪台/2应力松弛实验/3脆性断裂/4长蠕变/5冷拉伸/
6.能弹性/
7.挤出膨胀/
8.膨胀性/
9.时温等效/10银纹
二.简述橡胶弹性的特点。
三.什么是爬杆现象？其产生的原应是什么？聚合反应过程中如
果出现该现象应作如何应急处理并给出理由？
四.列举出你所知道的黏度测定的方法并说明各方法所对应的测粘
流动。
/列举出三种测粘流动方式，并指出其对应的黏度测定的方
法。
五.出线型无定形聚合物典型的应力松弛约缩曲线，标出其中特征
区域名称，并讨论分子量对松弛模量的影响。
六.断裂过程可以将线型无定形聚合物分为那几种类型？各有何
特征？并就每种类型各举出一个聚合物实例。
七.波尔兹曼叠加原理分步骤作出两段应力史的应变史。
写出常见的三种测黏流动名称，分别列举出以三种流动为基础的
黏度测定的方法。
作出线型无定形聚合物典型的应力松弛约缩曲线，标出其中特征
区域名称，并讨论交联度对松弛模量的影响。
断裂过程可以将线型无定形聚合物分为那几种类型？各有何特
征？并就每种类型各举出一个聚合物实例。
锥板流动中，锥板夹角α<4o时，η=3Mα/2πR3Ω
1.（1）作出假塑性非牛顿流体的流动曲线（S-γ及η-γ）两
图。
（2）按照流动特性将其分为三个区，并指出各区名称在图
η-γ中表示。
（3）Ⅰ、Ⅲ区中η随着γ增大而，Ⅱ区η随着γ增大
而。
2.（1）作出假塑性非牛顿流体的双对数图（lgS-lgγ）
（2）如何求双对数图中任意一点的粘度值，并在图中标
出。
（3）证明（2）。
3.分别作出粘弹性固体及粘弹性液体在一段应力史作用下
的应变史。
标出图中特征值。
5.作出线性无定形高聚物松弛模量示意图[lgG(t)-lg(t/a T)],
标出特征区域及特征区域名称。
1。