场作用下高分子熔体表观粘度的计算
高分子物理期复习要点
高物复习基本概念第一章平均分子量（数均分子量，重均分子量，粘均分子量）分子量分布宽度指数：分子量分布宽度指数是指试样中各个分子量与平均分子量之间的差值的平方平均值多分散性指数：重均分子量与数均分子量之比.第二维利系数的物理意义：高分子链段与链段之间以及高分子与溶剂分子间相互作用的一种量度，它与溶剂化作用和高分子在溶液里的形态有密切关系。
相对粘度： 增比粘度：对数粘数： 极限粘数(特性粘数： 第二章无规共聚物，交替共聚物，嵌段共聚物，接枝共聚物（两种单体单元反应生成的二元共聚物，其结构记书上的图）无规立构，全同立构，间同立构（是针对结构单元为聚丙烯型的高分子而言的） 全同立构：高分子全部由一种旋光异构体键连接而成间同立构：两种旋光异构单元交替键接而成无规立构：两种旋光异构单元完全无规健接而成等规度：高聚物中含有全同立构和间同立构的总的百分数支化高分子：如果在缩聚过程中有三个或三个以上官能度的单体存在或在加聚过程中，有自由基的链转移反应，或双烯类单体中第二双键的活化等，都能生成支化或交联的高分子 支化度：两相邻支化点间链的平均分子量交联度：两相邻交联点间链的平均分子量构象：由于单键内旋转而产生的分子在空间的不同形态称为构象构型：包括单体单元的键合顺序，空间构型的规整性，支化度，交联度以及共聚物的组成及序列结构链段：高分子链能够独立运动的单元均方末端距：平均末端距的平方的平均自由结合链：n 是一个很大的数，每个键不占体积，内旋转没有键角限制并可以自由取向 自由旋转链：假定分子链中每个键可以在键角允许的方向自由转动，称为自由旋转链 等效自由结合链：以链段作为独立运动的单元自由结合组成的高分子链柔顺性：高分子链能够改变其构象的性质高斯链：等效自由结合链的链段分布符合高斯分布函数，故这种链又称为“高斯链”均方回转半径，用(Rg 2)表示，它的定义是：假定高分子链中包含许多链单元，每个链单元0ηηη=r 100-=-=r sp ηηηηη()C C sp r ηη+=1ln ln []CC r C sp C ηηηln lim lim 00→→==的质量为m ，设从高分子链的质心到第i 个链单元的距离为r i ，它是一个矢量，取全部链单元的r i 2对质量m i 的平均，就是链的均方回转半径第三章高聚物溶解：是一个缓慢过程，包括溶胀和溶解两阶段溶度参数：内聚能密度的平方根定义为溶度参数θ条件：通过选择溶剂和温度使高分子溶液符合理想溶液的条件，这种条件称θ条件，所用的溶剂称为θ溶剂，所处的温度称为θ温度无扰链：当T=θ时，A 2=0， u=0, 即此时的排斥体积等于0,高分子在溶液中处于无干扰状态，这种状态的尺寸称为无扰尺寸，这时的高分子链称为无扰链亚浓溶液：高分子线团互相穿插交叠，链段分布趋于均一的溶液增塑剂：添加到线型高聚物中使其塑性增大的物质称为增塑剂溶胀比：交联高聚物在溶胀平衡时的体积与溶胀前体积之比称为溶胀比聚电解质：在聚合物分子中有许多可电离的离子性基团的高分子称为聚电解质平移扩散：高分子在溶液中由于局部浓度或温度不同，引起高分子向某一方向的迁移，这种现象称为扩散或平移扩散非牛顿流体：高分子熔体或高分子浓溶液不符合牛顿粘度定律，称为非牛顿流体第五章聚合物的力学三态（玻璃态，高弹态，粘流态，记住非晶态聚合物的那个温度形变曲线就好理解了）玻璃态：由于温度较低，链段处于被冻结状态，受力形变小高弹态：随着温度升高，链段可以运动或滑移，形变增加粘流态：当温度再升高，整个高分子链可以产生滑移，形变增大，试样变为粘性流体 玻璃化温度：从玻璃态到高弹态的转变称为玻璃化转变，对应的温度称为玻璃化转变温度（Tg ）WLF 方程：牛顿流体：粘度不随剪切应力和剪切速率的大小而改变，始终保持常数的流体，低分子流体和高分子的稀溶液属于牛顿流体非牛顿流体：凡是不符合牛顿流体公式的流体，即粘度有剪切速率依赖性，聚合物熔体和浓溶液属于非牛顿流体零切粘度：剪切速率趋于零时的粘度 表观粘度：稠度（微分粘度）： 取向：在外力作用下，分子链沿外力方向平行排列。
高分子物理---第九章-聚合物的粘性流动
(5) 熔体结构的影响
当分子量相同时， 当T在160~200℃时，η乳液PVC<η悬浮PVC 当T>200℃时， η乳液PVC≈η悬浮PVC 此时，乳液法PVC中颗粒已完全消失，因而
粘度差别不大。
影响熔体粘度的因素
9.1.6 高聚物流体流动中的弹性表现
②高聚物在模孔内流动时，由于切应力的作用，产生法 向应力效应，由法向应力差所产生的弹性形变在出口模 后回复，因而挤出物直径涨大。
三 、不稳定流动—熔体破裂(melt fracture)现象
所谓熔体破裂现象是高聚物熔体 在挤出时，如果剪切速度过大， 超过某一极限值时，从口模出来 的挤出物不再是平滑的，会出现 表面粗糙、起伏不平、螺旋皱纹、 挤出物扭曲甚至破碎等现象，也 称为不稳定流动。
实际中应避免不稳定流动。
四、 影响高聚物熔体弹性的因素 1.剪切速率：随剪切速率增大，熔体弹性效应增大。
* * 0 ei 0 (cos i sin ) 0 sin i20 cos i
* i0
i0
0
i
B
2.温度：温度↑，大分子松弛时间τ变短，高聚物熔体弹 性↓。
3.分子量及分子量分布
2F2B
表示改性情况
表示密度范围 1.ρ<0.922 2.=0.923~0.946
MFR=2
用途 Film
门尼粘度（Mooney Viscosity）
测定橡胶半成品或生胶的粘度大小的一种方法。门尼粘
度通常是在 100℃和一定的转子转速（2 r/min），测定
橡胶的阻力。
表示方法
ML
100 1+4
50
定为, 称牛顿极限粘度, 又类似牛顿流体行为。
《高分子材料成型加工》课后部分习题参考答案
2．分别区分“通用塑料”和“工程塑料”，“热塑性塑料”和“热固性塑料”，“简单组分高分子材料”和“复杂组分高分子材料”，并请各举2～3例。
答：通用塑料：一般指产量大、用途广、成型性好、价廉的塑料。
通用塑料有：PE，PP，PVC，PS 等；工程塑料：是指拉伸强度大于50MPa，冲击强度大于6kJ/m2 ,长期耐热温度超过100℃的，刚性好、蠕变小、自润滑、电绝缘、耐腐蚀等，可代替金属用作结构件的塑料。
工程塑料有：PA，PET，PBT，POM等；工程塑料是指被用做工业零件或外壳材料的工业用塑料，是强度、耐冲击性、耐热性、硬度及抗老化性均优的塑料。
日本业界将它定义为“可以做为构造用及机械零件用的高性能塑料，耐热性在100℃以上，主要运用在工业上”。
热塑性塑料：加热时变软以至流动，冷却变硬，这种过程是可逆的，可以反复进行。
聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚甲醛、聚砜、聚苯醚，氯化聚醚等都是热塑性塑料。
(热塑性塑料中树脂分子链都是线型或带支链的结构，分子链之间无化学键产生，加热时软化流动、冷却变硬的过程是物理变化；)热固性塑料：第一次加热时可以软化流动，加热到一定温度，产生化学反应一交链固化而变硬，这种变化是不可逆的，此后，再次加热时，已不能再变软流动了。
正是借助这种特性进行成型加工，利用第一次加热时的塑化流动，在压力下充满型腔，进而固化成为确定形状和尺寸的制品。
这种材料称为热固性塑料。
(热固性塑料的树脂固化前是线型或带支链的，固化后分子链之间形成化学键，成为三维的网状结构，不仅不能再熔触，在溶剂中也不能溶解。
)酚醛、脲醛、三聚氰胺甲醛、不饱和聚酯、有机硅等塑料，都是热固性塑料。
简单组分高分子材料：主要由高聚物组成(含量很高，可达95%以上)，加入少量(或不加入)抗氧剂、润滑剂、着色剂等添加剂。
如：PE、PP、PTFE。
复杂组分高分子材料：复杂组分塑料则是由合成树脂与多种起不同作用的配合剂组成，如填充剂、增塑剂、稳定剂等组成。
浅析高分子材料性能与组成和结构的关系
1.6浅析高分子材料性能与组成、结构的关系北京工商大学教授王锡臣一．概述1．高分子材料及其分类：相对分子质量超过10000的化合物称之高分子材料，又称高聚物或聚合物。
高分子材料可分天然高分子（如淀粉、纤维素、蚕丝、羊毛等）和合成高分子，通常所说高分子材料指的是后者。
按其应用来分，高分子材料可分为塑料、橡胶、化纤、涂料和粘合剂五大类，有时又将塑料和橡胶合称为橡塑。
由于大量新材料的不断出现，上述分类方法并非十分合理。
2．决定高分子材料性能主要因素：（1）化学组成：高分子材料都是通过单体聚合而成，不同单体，化学组成不同，性质自然也就不一样，如聚乙烯是由乙烯单体聚合而成，聚丙烯是由丙烯单体聚合而成的，聚氯乙烯是由氯乙烯单体聚合而成。
由于单体不同，聚合物的性能也就不可能完全相同。
（2）结构：同样的单体即化学组成完全相同，由于合成工艺不同，生成的聚合物结构即链结构或取代基空间取向不同，性能也不同。
如聚乙烯中的HDPE、LDPE和LLDPE，它们的化学组成完全一样，由于分子链结构不同即直链与支链，或支链长短不同，其性能也就不同。
（3）聚集态高分子材料是由许许多多高分子即相同的或不相同的分子以不同的方式排列或堆砌而成的聚集体称之聚体态。
同一种组成和相同链结构的聚合物，由于成型加工条件不同，导致其聚集态结构不同，其性能也大不相同。
高分子材料最常见的聚集态是结晶态、非结晶态，又称玻璃态和橡胶态。
聚丙烯是典型的结晶态聚合物，加工工艺不同，结晶度会发生变化，结晶度越高，硬度和强度越大，但透明降低。
PP双向拉伸膜之所以透明性好，主要原因是由于双向拉伸后降低了结晶度，使聚集态发生了变化的结果。
（4）分子量与分子量分布（相对分子质量与相对分子质量分布）：对于高分子材料来说，分子量大小将直接影响力学性能，如聚乙烯虽然都是由乙烯单体聚合而成，分子量不同，力学性能不同，分子量越大其硬度和强度也就越好。
如PE蜡，分子量一般为500~5000之间，几乎无任何力学性能，只能用作分散剂或润滑剂。
高分子材料加工实验报告
一．实验目的要求1. 理解单螺杆挤出机、移动螺杆式注射机、拉力试验机的基本工作原理，学习挤出机单螺杆挤出机、移动螺杆式注射机、拉力试验机的操作方法。
2. 了解聚烯烃挤出、流变、及注射成型、拉伸的基本程序和参数设置原理。
二．实验原理挤出造粒原理：在塑料制品的生产过程中，自聚合反应至成行加工前，一般都要经过一个配料混炼环节，以达到改善其使用性能或降低成本等目的。
一般用螺杆挤出机进行混炼，其组成部件有(1)传动部分(2)加料部分(3)机筒(4)螺杆(5)机头和模口(6)排气装置。
流变性能测试原理：由于流体具有粘性．它必然受到自管体与流动方向相反的作用力．根据粘滞阻力与推动力相平衡等流体力学原理进行推导，可得到毛细管管壁处的剪切应力和剪切速率与压力、熔体流率的关系。
(33-I)(33-2)(33-3)式中R 毛细管半径，cm；L 毛细管长度,cm;毛细管两端的压差,pa；Q 熔体流率，；熔体表观粘度，Pa。
在温度和毛细管长径比L／D一定的条件下。
测定不同压力下聚合物熔体通过毛细的流动速率Q．由式(33—1)和式(33—2)计算出相应的和，将对应的和在双对数坐标上绘制—流动的曲线图．即可求得非牛顿指数n和熔体表观粘度。
改变温度和毛细管径比．可得到代表粘度对温度依赖件的粘流活化能以及离模膨胀比B等表征流变特性的物理参数。
注射过程原理：注射成型是高分子材料成型加工中一种重要的方法，应用分广泛，几乎所有的热塑性塑料及多种热固件塑料都可用此法成型。
热塑性塑料的注射成型又称注塑，是将粒状或粉状塑料加入到注射机的料筒。
经加热熔化后呈流动状态，然后在注射机的柱塞或移动螺杆快速而又连续的压力下。
从料筒前端的喷嘴中以很高的压力和很快的速度注入到闭合的模具内。
充满模腔的熔体在受压的情况下，经冷却固化后，开模得到与模具型腔相应的制品。
分为以下几个工序：(1)合模与锁紧、(2)注射充模、（3）保压、(4)制品的冷却和预塑化、（5)脱模。
《高分子材料成形工艺学》各章复习思考题汇总
绪论1．简述塑料、化学纤维和橡胶的分类和主要品种。
2．简述塑料、化学纤维和橡胶所涉及的主要特异性品质指标名称。
3．简要说明化学纤维的线密度和相对强度概念。
4．简述超细纤维的特点和复合纺丝制造方法。
5．简要说明高分子材料成形基本过程和成形过程中的变化。
6．成形制品时选择材料及其成形工艺应遵循哪些基本原则？并简要说明。
第一篇高分子成形基础理论第一章高分子材料的成形品质1. 高分子的可挤出性受哪些因素的影响？通常如何评价高分子的可挤出性？2. 挤出细流类型有哪些类型？什么类型是正常纺丝的细流类型？如何实现？3. 可纺性与哪些因素相关？如何相关？4. 可纺性理论包括哪两种断裂机理？请简要说明。
5. 什么是模塑性？试画图并说明高分子的最佳模塑区域。
6. 评价模塑性通常采用什么方法？请简要说明方法原理。
7. 聚合物的拉伸曲线有哪三种基本类型？哪两种拉伸曲线具有可延性？如何获得该两种拉伸曲线？8. 什么是可延性？高分子为什么具有可延性？如何评价可延性？9. 可延性的影响因素有哪些？如何影响？10. 试分析高分子成形过程中应如何对待高分子的粘弹性。
11. 试说明高分子成形过程中应如何利用高分子的松弛特性？12. 高分子应变硬化的物理基础是什么？高分子成形中哪些工艺利用了应变硬化？13. 合成纤维的成形中经常采用多级拉伸，试问有什么意义？多级拉伸应如何实施？14. 高分子的热膨胀系数随温度的变化表现出什么样的规律？15. 简要说明高分子比热容随温度的变化关系？16. 为什么非晶聚合物的导热系数随温度的变化规律在玻璃态和高弹态不同？第二章高分子成形流变学基础1. 区别三组概念：①剪切流动和拉伸流动；②稳态流动与非稳态流动；③等温流动与非等温流动。
2. 非牛顿流体有几种类型？分别表现出怎样的流动行为？3. 高分子流体在宽剪切速率范围内为什么往往会出现第一牛顿区、非牛顿区和第二牛顿区三个区域的流变特征？4. 什么是宾汉流体？有什么样的流动特征？为什么表现出那样的流动特征？5. 什么是幂律方程？幂律方程的K 和n 有什么特征？6. 时间依赖性流体有哪两种？它们为什么会出现时间依赖性？7. 测得一种热塑性聚合物熔体在注射成形条件下的流体稠度K=64，n=0.65，该熔体通过直径4mm 、长75mm 圆形等截面喷孔时的体积流率为5×10-5m 3·s -1，试计算管壁处的剪应力、剪切速率和整个圆管中的流速分布函数。
高分子化学与物理(高分子的热运动、力学状态及其转变)-试卷1
高分子化学与物理（高分子的热运动、力学状态及其转变）-试卷1(总分：78.00，做题时间：90分钟)一、名词解释题(总题数：15，分数：30.00)1.玻璃化转变；（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：玻璃化转变：玻璃态和高弹态之间的转变。
)解析：2.黏流转变；（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：黏流转变：高弹态和黏流态之间的转变。
)解析：3.次级转变；（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：次级转变：在玻璃化温度下与小尺寸运动单元的运动所对应的松弛转变。
)解析：4.结晶熔融；（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：结晶熔融：熔融是物质从结晶状态变为液态的过程。
熔融是结晶的逆过程。
)解析：5.平衡熔点；（分数：2.00）__________________________________________________________________________________________ 正确答案：(正确答案：平衡熔点：在平衡熔点，晶相和非晶相达到热力学平衡，自由能变化△G=0。
塑料熔体流动速率及熔体密度
塑料熔体(质量、体积)流动速率及熔体密度的测定摘要介绍塑料熔体（质量、体积）流动速率、熔体密度的测定方法及熔体流动速率比、表观粘度的计算。
关键词熔体流动速率熔体密度熔体流动速率比表观粘度熔体流动速率，原称熔融指数，其定义为：在规定条件下，一定时间内挤出的热塑性物料的量，也即熔体每10min通过标准口模毛细管的质量，用MFR表示，单位为g/10min。
熔体流动速率可表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对保证热塑性塑料及其制品的质量，对调整生产工艺，都有重要的指导意义。
近年来，熔体流动速率从“质量”的概念上，又引伸到“体积”的概念上，即增加了熔体体积流动速率。
其定义为：熔体每10min通过标准口模毛细管的体积，用MVR表示，单位为cm3/10min[1]。
从体积的角度出发，对表征热塑性塑料在熔融状态下的粘流特性，对调整生产工艺，又提供了一个科学的指导参数。
对于原先的熔体流动速率，则明确地称其为熔体质量流动速率，仍记为MFR。
熔体质量流动速率与熔体体积流动速率已在最近的ISO标准中明确提出，我国的标准也将作相应修订，而在进出口业务中，熔体体积流动速率的测定也将很快得到应用。
1 熔体质量流动速率（MFR）的测定方法熔体质量流动速率的测定，按方法分为切割（手工或自动定时）测定与自动（半自动）测定。
1.1 切割测定根据定义，当熔体在负荷的作用下通过口模毛细管挤出，由操作人员使用切割刀具将流经口模出口的一段熔料割取，并记录该段熔料自口模流出的时间，经称重并换算至流出时间为10min时的质量，即为熔体质量流动速率值MFR。
配置有自动定时切割装置的设备，可根据需要设置切割间隔时间。
任何型号的熔体流动速率测定仪都可进行手工切割测定。
1.2 自动（半自动）测定自动（半自动）测定不需对流出熔料进行切割。
它的原理是：在测定仪上预先设定熔料的流出体积，再由测定仪上的计时器自动记录流出该体积的熔料所需的时间。
这样，只要知道熔料的密度（注意：是该材料在特定试验温度下的熔体密度），即可按（1）式计算出熔体质量流动速率：式中：L───测定仪预先设定的活塞移动有效距离，cm；ρ──熔体密度，g/cm3；t───活塞移动有效距离所需的时间，s。
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基金项目： 国家自然科学基金（０２０２资助； ２０７０） 湖南省教育厅项 目（２ ６１ （ Ｃ ３） ０
作者简介： 刘跃军（９０）男， １７－， 湖南枚县人， 副教授， 博士， 从事材料加工研究．－ ａ ： ｙｅｊ ＠１３ｎｔ Ｅｍ ｉｌ － ｕ－ｕ ，６． ｌｉ ｕ ｎ ｅ ．
万方数据
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（） ２
根据式 （） ７可知
考虑惯性项 的影响， 将上式从 ｒ 到 Ｒ进行积分 ， ＝０ 整理得到毛细管壁处 的剪切应力为 Ｒ 些 ｋ Ｖｒ ｒ＝ 口ｓ 一－ 一２ 奴 ｄ Ｒ 里 ａ 尸Ｉ Ｐ ． 一２ 九 十 工 一Ｒ －打 ｖ２ ｒ ｒ＝ ７ｔＪ ，ｎｄ Ｊ
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ｌ 月二 Ｒ Ｒ ｒ ，ｉ ， ｕ “２ ，
｀ ＂ ９ ｄ ｖ ７ －｛ 一 １ ７ － ，Ｃ ｒ ｒ ； ａ ＝ 一 ７１ ｒ ； ｒ （ ） ｒ ｒ ｃ
加 ， ｕ二ｕ＋２ｆ ｃｓ （ 图 １ ． 即 二 ｏ ｎＡ ｏ ｗ 见 ｔ ）
ｕ＝ ｏ２ｆ ＝ｕ＋ ｘ Ａ
柱塞杆
在一定的振动频率 ｆ和振幅 Ａ下， 毛细管的瞬 时体积流量可假设为 Ｑ “ Ｑ（ ＋ Ｅ ｏ Ｗｔ （ ｔ ） １ ｇ ｓ ） ｃ （） ４ 式中： 夏为毛细管的平均体积流量； ＥＯ Ｗ 为体 Ｑ ， Ｓ Ｃ ｔ 积流量的脉动量； 为体积流量的脉动幅值系数；４ ｅ ｑ ｗ 为体积流量的脉动频率． 在一定的频率 ｆ和振幅 Ａ下， 通过测压力差
ｒ（ 二ａ ［ ｐ ｓ ＋９ 一 ＋Ｅｏ（ ｔ ｐ〕 ， 环 １ ｃ Ｗ ｔ ） ）
设毛细管的长度为 Ｌ， 直径为 Ｒ 为研究方便 ． 计， 选取圆柱坐标系ｒ９ｚ熔体流速方向在 ｚ ，，， 方向， 速度梯度方 向在 ｒ方 向， 向为 中性 方 向， Ｂ方 并假 设： 熔体在毛细管中作等温、 充分发展的轴向层流， 熔体不可压缩 ， 在流道壁面上（＝Ｒ） （ ｒ 没有滑动， 忽
前人对振动力场下高分子熔体流变行为的研究 大部分是以实验研究为主， 只能定性地给出振动力
场减少熔体粘度与弹性的作用［７ ［ ； １ 而理论研究集中 ， ２
于动态测量仪器（ 如锥板式流变仪、 同心圆筒式流变 仪、 偏心平行板式流变仪等）它们只限于低剪切速 ， 率， 跟具 体 的动 态成 型加 工 过程 还有 一段 距 这 离， ｓ 彭响方等Ｃ 〕 － ７ ７ 将机械振动力场引人到高分子 ． ｓ 熔体经毛细管的挤出过程 ， 采用稳态近似法， 即通过
收稿 日期 ：０３１－３ ２０－０１
实验测量振动场下高分子熔体流变参数的平均值， 而后沿用稳态下聚合物熔体的本构关系求得结果， 对动态成型过程中高分子熔体的流变行为进行了较 好的表征． 本文在上述工作的基础上研制了恒速型 毛细管动态流变实验研究装置， 能在线测量和实时 采集振动力场下高分子熔体的瞬态流变参数 ， 并在 不依赖现有任何本构关系的前提下， 建立了振动力 场下高分子熔体表观粘度的计算公式， 该公式与熔
同步采集的振动位移和毛细管人 口压力信号波进行 时域分析求得． 将式（） ） ６代人式（） 整理得 ４－（ ３中，
图 １ 毛细管动态挤出示意图 Ｆｇ １ ｋ ｔ ｍ ｐ ｃｐｌ ｒ ｄ ｎｍｉｅｔｕｉ ｉ． Ｓ ｅ ｈ ｏ ａｉａｙ ａ ｃ ｒｓ ｎ ｃ ａ ｆ ｌ ｙ ｘ ｏ
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２Ｒ ｃ ７ （） ３
： 二Ｒ ＝ ｒ ｘ
管壁处的剪切速率记为
ｒ 叨
（０ １）
ｄ｝ ｖ！
ｄ ！＊ 一 ｒｒ “ ＿
Ｙ （） － ｔ
（１ １）
式 中， 负号的引人是 因为 ｒ ＝０处流速最大 ， 流速 ｖ ｘ 随ｒ 增大而减少． 将式 （０ ，１ ） １ ）（１代人式 （）得 ９，
ｃ ｌｕａｅ ． ａｃ ｌｔｄ
Ｋ ｙ ｒｓ ｖ ｒｔ ｎ ｃ ｆｌ；ｏ －ｅｓｙ ｙｔｙ ｎ（Ｄ Ｅ ｍ ｌ ｃｐｌ ｙ ａｐｒ ｔ ｏｉ ｅ ｗ ｄ ： ｉ ａｏ ｆｒ ｉｄ ｌ ｄｎｉ ｐｌ ｈｌ ｅ Ｐ ） ｔ ａｉ ｒ； ｐａ ｎ ｖ ｃｓｙ ｏ ｂ ｉ ｏ ｅ ｅ ｗ ｔ ｏｅ ｅ Ｌ ｅ； ｌ ａ ｅ ｉ ｔ ｓ
第３卷第６ ８ 期
２０ 年 ６ ０４ 月
上 海 交 通 大 学 学 报
Ｊ ＯＵＲ ＮＡＬ Ｆ Ｏ Ｓ ＨＡＮＧＨＡＩ ＪＡＯＴ Ｉ ＯＮＧ ＶＥ ＳＴ ＵＮＩ Ｒ Ｉ Ｙ
Ｖｏ． Ｎｏ ６ ｌ３ ８ ．
Ｊｎ ０ ４ ２ ０ ｕ ．
文章编号 ：０ ６２ ６ （０ ４ ０－０ ３０ １ ０－４ ７ ２０ ）６１ ０ －４
上 海
交 通 大 学 学 报
第３ ８卷
体瞬态流变参数直接关联， 能更客观地反映高分子 材料动态成型过程中振动力场对其熔体流变行为的 影响规律．
１ 高分子熔体的动态挤出模型
在 自行 研 制 的恒 速 型 毛 细管 动 态 液压缸连同活塞杆按设定的 频率 ｆ和振幅 Ａ作正弦位移振动； 同时活塞杆按设 定的速度值， 相对液压缸以恒速度 ｕ 向下作直线位 。 移， 这样， 活塞杆的绝对速度即为上述两种速度的叠
２ 高分子熔体表观粘度的计算公式
由前面的假设可知， 振动力场下高分子熔体在 毛细管内流动时轴向速度分布为 熔体在流动方向（ 方向） （ ｚ 的运动方程可简化为
一
根据“ 壁面无滑移” 的假设， 边界条件为 ｖＩ ｖＲ， （） ｚ ｒＲ＝ （ ｔ ０ ＝ ）＝ ８ 不指明流体的具体类型， 对式（） ８ 积分， 结合边界条 件， 则在一定的振动频率 ｆ和振幅 ） 下， 。 毛细管的 瞬时体积流量又可表示为
略重力．
ｂ Ｅ ＱＩｗｔ ７ Ｑ Ｑ ｓ Ｗ１ （） 式（） （ 即为一定的 ｆ和 Ａ下高分子熔体在毛细管壁 ７
处 俐 男 切 皿 刀 ， 致 ａ＝ － 系 丁厂下 ｒ ． ＝ ｎ ，ｂ
二，一 。 。 ‘ ，二 ， 一 ，＿ ， Ｒ
乙＋ ，卞 Ｉ Ｅ ） － ＶＢ Ｌ ２ Ｒ＇ ｒ ７
振动力场作用下高分子熔体表观粘度的计算
刘跃军‘ 瞿金平２ 曹贤武２ ， ，
（． １ 株洲工学院 包装新材料与技术重点实验室， 株洲 ４２０ ； １０８ ２ ．华南理工大学 聚合物新型成型装备国家工程研究中心， 广州 ５０４） １６１ 摘 要： 不依赖现有的本构关系， 推导出了平行登加振动条件下高分子熔体表现粘度的计算公式． 建立了在 自行研制的恒速型毛细管动态流变装里上计算高分子熔体表观粘度的步骤和方法． 以低 密度聚乙烯（Ｄ Ｅ 为原材料， ＬＰ） 实验浏童一定振动频率和振幅下毛细管入 口压力、 活塞杆振动位 移、 口压力与振动位移相位差的瞬态值， 入 即可求得毛细管壁处 Ｌ Ｐ Ｄ Ｅ熔体的表观粘度． 关键词： 振动力场； 低密度聚乙烯 （Ｄ Ｅ ＬＰ） 熔体； 毛细管； 表观粘度 中图分类号 ： Ｑ Ｔ ３ ２ 文献标识码 ： Ａ
Ｏ （ ＝而 ［ ＋ＥＯ（ｑ ｏ Ｆ Ｓ ＋Ｓ］ （） ｐ ｔ ） １ Ｃ （ Ｏ ｔ ） ６
即认为压力降和体积流量的脉动频率相等（ 均等于
料筒
ｗ）式中： 为毛细管的平均压力降； Ｅｏ（ｇ ＇ ． 而 而 ｐ ｓ ｃ ｃ ｕ ｔ
＋卯为压力降的脉动量； 为压力降的脉动幅值系 Ｅ Ｐ 数；为应力与应变的相位差． ｐ 其中， 和 Ｕ 可通过 ： ） 户 ｑ 对瞬时压力降 △ （ 进行频域分析求得；可通过对 ｐ ｔ ） Ｔ
Ａ （ 计算压力梯度 ａ 阳ｚ 必须对所测压力差 Ｐ ｔ ） ｐ 时， Ａ （ 进行修正： Ｐ ｔ ）
口
力
一」
‘－ ２
一一
Ｏ （） ｐ ｔ
Ｌ 十 ＮＢ Ｒ
（） ５
式中， 为振动力场下毛细管压力梯度的修正因子． Ｎ。 同样 ， 在一定的 ｆ和 Ａ下， 毛细管瞬时压力降
也可假设为
压力传感器
ｏ ａｐｒｎ ｖ ｃｓｙ ｐｌｍ ｒ ｌｕ ｄｒ ｒｔ ｎ ｃ ｆｌ ｗ ｓ ｕ ． ｃｒｉ ｌ，ｈ ｃｌ ｌ ｉ ｆ ａｅｔ ｏｉ ｏ ｏ ｅ ｍ ｔ ｅ ｖ ａｉ ｆｒ ｉｄ ｓｔ Ａ ｏｄ ｇ ｔｅ ｃ ａ ｏ ｐ ｉ ｔ ｆ ｙ ｓ ｅ ｎ ｉ ｏ ｏ ｅ ｂ ｅ ａ ｅ ｐ ｃ ｎｙ ａ ｕ ｔｎ ｓ ｐ ｏ ａｏｅ ａｅｔ ｃｓｙ ｒ ｄｓ ｎｄ ｕｉ ａ ａ ｉｒｅｍ ｔｒ ｃｐｌｒ （ Ｒ ） ｉ ． ｔ ｓ ｂｖ ａｐｒｎ ｖ ｏｉ ｗ ｅ ｉ ｅ ｂ ｓ ｇ ｙ ｍｃ ｏ ｅ ｏ ａｉａｙ Ｃ ｄｖ ｅ ｅ ｆ ｐ ｉ ｔ ｅ ｅｇ ｓ ｙ ｎ ｄｎ ｈ ｅ ｆ ｌ Ｄ ｅｃ Ｔ ｒｕ ｈ ａｕｉｇ ｉ ｔ ｔｎｏ ｓ ａ ｃｐｌ ｒ ｅｔ ｐｅｓｒ， ｏ ｍ ｆ ｘ ｄ ｉｐ ａｅｄ ｆ － ｈｏｇ ｍ ｓｒ ｔｅ ａ ａｅｕ ｄｔ ｏ ａｉａｙ ｒ ｒｓｕｅ ｖｌ ｅ ａ ｔｅ ｈｓ－ｉｅ ｅ ｎ ｈ ｎ ｎ ｓ ａ ｆ ｌ ｎ ｙ ｕ ｌ ｎ ｈ ｒ ｕ ｆｒ ｅｃ ｕｄｒ ｆ ｅｔ ｑｅｃ ｓ ａ ｐｉ ｄｓ ｖ ｒｔ ｎ ｔｅ ａｅｔ ｃｓ ｙ ｐｌ ｅ ｍ ｌ ｗ ｓ ｎｅ ｅ ｄ ｅ ｎ ｆ ｕｎｉ ａｄ ｌｕｅ ｏ ｉ ａｉ ， ｈ ａｐｒｎ ｖ ｏｉ ｏ ｏ ｍ ｒ ｔ ｎ ｉｒ ｒ ｆ ｅ ｅ ｎ ｍ ｔ ｆ ｏ ｂ ｐ ｉ ｔ ｆ ｙ ｓ ｅ ａ