高分子流变学
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。
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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
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高分子材料的流变性能研究
高分子材料的流变性能研究高分子材料是一类由大量重复单元构成的大分子化合物，具有广泛的应用领域。
在实际应用中，高分子材料的流变性能研究对于了解其内在特性、优化工艺以及预测材料在不同工况下的表现至关重要。
本文将以高分子材料的流变性能研究为主题，探讨流变性能的定义、测试方法以及研究意义。
首先，我们来了解什么是高分子材料的流变性能。
流变学是研究物质在外力作用下变形和流动行为的学科。
高分子材料的流变性能即指其在外力作用下的变形和流动行为特性。
高分子材料的流变性能与其分子结构、链长、分子量分布、交联程度等因素密切相关，直接影响材料的物理力学性能和加工工艺。
在研究高分子材料的流变性能时，重要的一步是选择合适的测试方法。
目前常用的高分子材料流变性能测试方法包括旋转流变仪、拉伸流变仪、压缩流变仪等。
旋转流变仪主要用于测量高分子材料的剪切流变性能，通过在不同剪切速率下测量应力和应变的关系，以了解材料的粘弹性、塑性和黏弹性等特性。
拉伸流变仪则主要用于测量高分子材料的拉伸性能，通过施加不同的拉伸速率和应力，研究材料的应变和应力关系。
压缩流变仪则可在承受压力情况下，研究高分子材料的压缩变形特性。
通过上述测试方法，我们可以获得高分子材料的流变性能数据。
这些数据对于了解材料的变形行为、判断材料的应用性能以及指导材料的设计和制备具有重要意义。
从流变性能数据中，可以获得高分子材料的流变学参数，如剪切模量、拉伸模量、弹性模量、黏滞系数等。
这些参数反映了材料的力学性能、变形能力和变形时间。
通过分析这些参数值的变化趋势，可以评估材料的物理力学性能以及材料在不同应用条件下的性能稳定性。
高分子材料的流变性能研究具有广泛的应用领域，例如在工程塑料的开发中，了解材料在高温、高压下的流变行为，有助于判断材料在实际应用中的性能表现。
在医疗领域，研究生物材料的流变性能，可以为医疗器械的设计和材料选择提供依据。
在涂料和胶粘剂行业，通过研究材料的流变性能，可以优化涂料的施工性能和胶粘剂的黏附力。
高分子物理 聚合物流变学
small molecule hole
高分子熔体的流动：链段向 “孔穴” 相继跃迁 Reptation 蛇行
13
Flow curve
a
Kn
第一牛顿区
0零切粘度
第二牛顿区
无穷切粘度，极限粘度
假塑性区
流动曲线斜率n<1 随切变速率增加，ηa值变小 加工成型时，聚合物流体所经受的 切变速处于该范围内(100-103 s-1)
PC聚碳酸酯
63.9 79.2 108.3-125
PVC-U硬聚氯乙烯
147-168
PVC-P增塑聚氯乙烯
210-315
PVAc聚醋酸乙烯酯
250
Cellulose纤维素醋酸酯
293.320
Temperature
温度
Activation energy
粘流活化能是描述材料粘-温依赖性的物理量，表示流动单元（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
183℃/PS
242k 217k 179k 117k 48.5k
28
分子量的影响
log
从成型加工的角度
降低分子量可增加流动性，改善加工性 能，但会影响制品的力学强度和橡胶的 弹性
牛顿流动定律
: Melt viscosity
液体内部反抗流动 的内摩擦力
1Pa s = 10 poise (泊)
牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关，与切应力和切变速率无关
7
Types of Melt Flow
液体流动的类型
类型
曲线 公式 实例
Shear stress Shear stress Shear stress Shear stress Viscosity
高分子材料流变学教学
高分子材料流变学教学引言高分子材料流变学是研究高分子材料在外力作用下的变形和流动行为的学科，对于合理设计高分子材料的工艺参数、提高高分子材料的加工性能具有重要意义。
本文将介绍高分子材料流变学教学的内容、教学方法和案例分析，以帮助学生深入了解该学科的基本概念和实际应用。
教学内容高分子材料流变学教学主要包括以下内容：1.高分子材料的力学性能：介绍高分子材料的弹性、塑性和黏弹性等力学性能，以及与这些性能相关的工艺因素和材料结构的关系。
2.流变学基本概念：介绍高分子材料流变学的基本概念，包括应力、应变、应变速率、粘度、屈服应变等，以及流变学中常用的测试方法和仪器。
3.流变学模型与实验数据处理：介绍高分子材料流变学的常用模型，如弹性模型、粘弹性模型和塑性流变模型，并探讨如何利用实验数据对模型进行参数拟合和分析。
4.高分子材料加工和应用：介绍高分子材料在不同加工条件下的流变行为，如挤出、注塑和拉伸等，以及高分子材料的应用领域，如塑料制品、橡胶制品和复合材料等。
教学方法高分子材料流变学教学可以采用以下方法：1.理论讲解：通过教师的讲解，介绍高分子材料流变学的基本概念和理论知识，帮助学生建立起对该学科的整体认识和框架。
2.实验操作：通过实验操作，让学生亲自进行流变学测试，并学习如何操作流变仪器和处理实验数据，加深对流变学知识的理解和应用。
3.讨论和案例分析：通过讨论和案例分析，引导学生分析和解决实际问题，培养学生的独立思考和问题解决能力。
4.专业实习：安排学生到工业企业或科研机构进行实习，让学生实践所学的流变学知识，并了解高分子材料流变学在实际工作中的应用。
案例分析下面以挤出加工为例进行案例分析：挤出是一种常用的高分子材料加工方法，通过挤出机将高分子材料加热融化后，通过模具挤出成型。
在挤出过程中，高分子材料会受到剪切力和压力的作用，因此流变学的知识对于优化挤出工艺和提高产品质量具有重要影响。
在案例中，学生需要分析挤出过程中高分子材料的流变行为，并根据实验数据对材料流变模型进行拟合和参数分析。
高分子流变学基本概念课件
高分子流体的粘弹性
弹性
高分子流体在受到外力作用时发生的形变能够部分恢复。
粘性
高分子流体在受到外力作用时产生的剪切应力。
粘弹性
高分子流体同时具有弹性和粘性，其流变行为受温度、应力和分 子结构的影响。
高分子流体的流动行为
层流与湍流
高分子流体在管中流动时，层流 状态下剪切速率与距离成线性关 系，湍流状态下剪切速率与距离 成非线性关系。
高分子流变学基本概 念课件
目录
CONTENTS
• 高分子流变学简介 • 高分子流体的基本性质 • 高分子流变学的基本理论 • 高分子流变学在工业中的应用 • 高分子流变学的未来发展
01 高分子流变学简介
高分子流变学的定义
总结词
高分子流变学是一门研究高分子材料 流动和变形的学科。
详细描述
高分子流变学主要研究高分子材料在 受到外力作用时发生的流动和变形行 为，以及流动和变形过程中涉及的物 理、化学和力学等现象。
流动曲线
描述剪切速率与剪切应力之间关 系的曲线，分为牛顿区、屈服点 和粘弹性区域。
流动不稳定性
高分子流体在流动过程中可能出 现的各种不稳定性现象，如拉伸 流动、漩涡脱落等。
03 高分子流变学的基本理论
唯象理 论
唯象理论是从宏观角度研究高分子流体的行为，通过实验观察和经验公式 来描述高分子流体的流变性质。
高分子流变学的跨学科研究
01
与物理学的交叉
研究高分子流体的热力学性质和 流动行为，探索高分子链的动力 学过程。
02
与化学的交叉
03
与工程的交叉
研究高分子材料的合成和改性， 探索高分子链的化学结构和反应 机理。
将高分子流变学的理论应用于实 际生产过程中，解决工程实际问 题。
高分子流变学的新实验技术及研究进展
高分子流变学的新实验技术及研究进展随着高分子材料的广泛应用，对其流变性质的研究也越来越重要。
高分子流变学是研究高分子溶液、凝胶、聚合物膜等物料在外场下流变（变形、应变率等）规律的一门学科。
它在材料科学、化学、地球科学、生命科学等领域中都有广泛应用，如化学加工、药物输送、医疗器械等方面。
本文将介绍一些高分子流变学的新实验技术及研究进展。
一、高分子微流变技术高分子流变学检测的主要难点是标准流变仪的样品量较大，装置大且复杂，且不适合在微观尺度下进行检测。
而在医学、生物学等领域中，往往需要对小型生物材料，如细胞、细胞外基质等进行流变学研究。
因此高分子微流变技术应运而生。
该技术借鉴了微纳米制造技术，采用微流控通道的方法，将待测液体导入微通道中，通过激光检测仪器对流体流动情况进行分析。
通道的大小通常在微米尺度以下，可以消除由于壁面效应和离心力等带来的干扰，提高了实验的灵敏性和准确性。
高分子微流变技术的发展，为生物以及高分子材料的流变学研究提供了新的手段。
二、高分子动态光散射技术动态光散射技术（DLS）是一种常见的流变学检测技术，可以通过测量样品的光子散射强度，得到其颗粒尺寸分布、扩散系数等信息。
在过去，DLS主要应用于低分子量的粒子或聚合物颗粒的测量，但对于高分子或生物大分子的粒子，由于其粒径过大、分子量大，故传统的DLS检测技术受到了限制。
近年来，高分子动态光散射技术逐渐兴起，该技术针对高分子溶液、聚合物体系等进行测量，解决了低分子量颗粒技术难以应用于高分子颗粒检测的问题。
此外，高分子DLS技术的光路系统更加复杂，需要紫外线激光等高能量的光源和多重散射修正技术，但其对高分子颗粒的测量结果更加准确。
三、多重应变率流变学传统的流变学往往是在恒定的应变率下进行的，而随着新材料的不断发展，越来越多的高分子材料在实际应用中需要满足不同的应变率下的变形性能。
多重应变率流变学技术可以在同一实验中对不同应变率下的流变性质进行测试，得到更为全面的材料性能参考值。
高分子材料流变学
高分子材料流变学高分子材料是一类大分子化合物，在工业、生活中广泛应用，如聚乙烯、聚氨酯、聚酰胺等。
高分子材料在流变学中具有独特的物理性质。
流变学是研究物质内部变形的学科，它揭示了物质在受力作用下的变形规律，包括粘弹性、塑性、弹性等性质。
高分子材料的流变学研究对于了解其本质、设计新材料以及控制加工过程具有重要意义。
高分子材料的流变学行为主要有以下几个特点：1. 高分子材料具有非牛顿性质。
牛顿性质是指流体的应力与应变率成比例。
高分子材料在流变学中的非牛顿性表现为其应力-应变率曲线不是一条直线，而是弯曲的曲线，即呈现出剪切黏度的变化。
2. 高分子材料具有黏弹性。
在受力加速度作用下，高分子材料既具有黏度，同时又具有弹性。
这种黏弹性特征表现为高分子材料在受力后能够保持一定时间的形状，而不会立即回复到原始形状。
3. 高分子材料具有稀溶液的行为。
高分子材料最为常见的形态是稀溶液。
由于高分子材料的分子量较大，其在溶液中的浓度很低。
此时，高分子材料能够表现出溶液的流变学性质。
4. 高分子材料的流变行为受温度、负荷历史和加速度作用等因素的影响较大。
当温度增大时，高分子材料的流变性质将发生变化。
不同的负荷历史将导致高分子材料的流变性质发生变化，这对高分子材料加工、使用过程中的性能具有显著影响。
在受到不同加速度作用的情况下，高分子材料的流变性质也将发生变化。
5. 高分子材料的流变学行为与形状和尺寸等参数有关。
高分子材料在流变学中的行为与其形状和尺寸等参数密切相关。
例如，高分子材料在不同形状或尺寸下的加工性能和使用性能存在差异。
因此，高分子材料的流变学研究对于设计新材料、控制加工过程和改善使用性能具有重要意义。
目前，流变学技术在高分子材料的研究、开发和应用中得到了广泛的应用。
例如，在高分子材料的合成、加工、改性等方面，流变学技术能够提供有用的表征和信息。
在高分子材料的应用领域，流变学技术能够帮助改进产品性能和生产效率。
高分子材料流变学
青岛科技大学
研究高分子材料流变性的意义
高分子熔体和溶液具有流动性和可塑性，是高分子材料可以加工成型不 同形状制品的依据； 研究流变规律性，对于聚合工程和聚合物加工工程的合理设计、优化和 正确操作，实现高产、优质、低耗具有指导意义； 在当前高分子工程中，流变学设计已成为分子设计，材料设计，制品设 计及模具与机械设计的重要组成部分。
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2．2．2 计算高分子液体黏度的经验方程
Ostwald-de Wale幂律方程（power law） 幂律公式
K n
n 1 a K
流动指数或非牛顿指数
n d ln d ln
图8-15 几种聚合物熔体剪切应力与剪切速率的关系 （测试温度200℃）
School of Polymer Science & Engineering
高分子科学与工程学院
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1 .2 高分子黏流态特征及流动机理
黏流态 高分子材料的黏流态，指温度处于黏流温度（Tf）和分解温度 （Td）之间的一种凝聚态。从宏观看，黏流态主要特征是在外力 场作用下，熔体产生不可逆永久变形和流动。微观看，发生黏性 流动时分子链产生重心相对位移的整链运动。
图8-2 高分子液体“爬杆”效应示意 图
光滑 20 s-1
光滑 30 s-1
鲨鱼皮畸变 100 s-1
鲨鱼皮畸变 200 s-1
黏-滑转变 300 s-1
螺纹状畸变 800 s-1
螺纹状畸变 1000 s-1
熔体破裂 2000 s-1
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第4章 剪切黏度的测量方法 4．1 毛细管流变仪测量表观剪切黏度 4．2 恒速式双毛细管流变仪简介 4．3 锥－板型转子流变仪简介 4．4 落球式黏度计的测量原理 第5章 高分子熔体流动不稳定性 5．1 挤出过程中的畸变和熔体破裂行为 5．2 纺丝成型过程中的拉伸共振现象 第6章 加工成型过程的流变分析 6.1压延工艺的流变分析 6.2挤出成型的流变分析 6.3 注射成型的流变分析
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第一章 绪论1． 流变学概念流变学——研究材料流动及变形规律的科学。
高分子材料流变学——研究高分子液体，主要指高分子熔体、高分子溶液，在流动状态下的非线性粘弹行为，以及这种行为与材料结构及其它物理、化学性质的关系。
图1-1液体流动与固体变形的一般性对比Newton’s 流动定律γησ 0=牛顿流体 Hooke’s 弹性定律εσE =虎克弹性体实际材料往往表现出远为复杂的力学性质。
如沥青、粘土、橡胶、石油、蛋清、血浆、食品、化工原材料、泥石流、地壳，尤其是形形色色高分子材料和制品，它们既能流动，又能变形；既有粘性，又有弹性；变形中会发生粘性损耗，流动时又有弹性记忆效应，粘弹性结合，流变性并存。
对于这类材料，仅用牛顿流动定律或虎克弹性定律已无法全面描述其复杂力学响应规律，必须发展一门新学科——流变学对其进行研究。
流变性实质——“固-液两相性”，“粘弹性”并存。
这种粘弹性不是小变形下的线性粘弹性，而是材料在大变形、长时间应力作用下呈现的非线性粘弹行为。
流动与变形又是两个紧密相关的概念。
在时间长河中，万物皆流，万物皆变。
流动可视为广义的变形，而变形也可视为广义的流动。
两者的差别主要在于外力作用时间的长短及观察者观察时间的不同。
按地质年代计算，坚硬的地壳也在流动，地质学中著名的“板块理论”揭示了亿万年来地球大陆板块的变化和运动。
另一方面，如果以极快的速度瞬间打击某种液体时，甚至连水都表现了一定的“反弹性”。
1928年，美国物理化学家E.C.Bingham正式命名“流变学（rheology）”，字头取古希腊哲学家Heraclitus所说的“ ”，意即万物皆流。
1929年成立流变学会，创办流变学报（JournalofRheology），一般将此认为流变学诞生日。
流变学是一门涉及多学科交叉的边缘科学。
高分子材料流变学的研究内容与高分子物理学、高分子化学、高分子材料加工原理、高分子材料工程、连续体力学、非线性传热理论等联系密切；其研究对象的力学、热学性质相当复杂。
一则由于工业发展的迫切需要，二则由于科学理论的日趋成熟，几十年来流变学，特别高分子材料流变学的发展十分迅速。
科学理论方面，1945年M.Reiner研究流体的非线性粘性理论和有限弹性形变理论指出，欲使爬杆现象的Weissenberg效应不出现，必施以正比于转速平方的压力。
而后不久R.S.Rivlin得到了著名历史难题，Poynting 效应——不可压缩弹性圆柱体扭转时会沿轴向伸长——的精确解。
这两方面的成功鼓舞着流变学家研究非线性本构关系的勇气，从而开始了对材料的非线性粘弹性和流变本构方程理论的广泛研究，并取得巨大进展。
工业发展方面，20世纪中叶以来，地质勘探领域、化学工业、食品加工、生物医学、国防航天、石油工业、大规模地上、地下建筑工程，特别是高分子材料合成和加工工业的大规模发展，为流变学研究带来极其丰富的内容和素材，提供了广阔的研究领域，使流变学成为20世纪中叶以来发展最快的新科学分支之一。
1991年，诺贝尔物理学奖得主，法国科学家deGennes在研究高分子浓厚体系的非线性粘弹性理论方面作出突出贡献，提出大分子链的蛇行蠕动模型，合理处理了“缠结”（entanglement）对高分子浓厚体系粘弹性的影响。
deGennes以“软物质”（softmatter）为题作为其颁奖仪式的演讲题目，首次提出在人们熟知的固体和液体之间，尚存在着一类“软物质”。
从字面理解，软物质是指触摸起来感觉柔软的那类凝聚态物质。
严格些讲，软物质是指相对于弱的外界影响，比如施加给物质瞬间的或微弱的刺激，都能作出相当显着响应和变化的那类凝聚态物质。
流变学研究的主要对象就是这类“软物质”，尤其是高分子溶液和熔体，它们会因微弱的外力变化而改变其流动或变形状态，也会因微弱的结构变化而表现出完全不同的流变性质。
deGennes以天然橡胶树汁为例，在树汁分子中，只要平均每200个碳原子中有一个与硫发生反应，就会使流动的橡胶树汁变成固态的橡胶。
这种如此小的结构变化而引起体系性质的巨大变异，揭示了高分子这类物质因弱外部作用而发生明显状态变化的软物质特性。
从这个观点出发，高分子流变学的研究必将发展到一个新的层次和高峰。
2．高分子材料流变学研究的内容和意义粗略地，可分高分子结构流变学和高分子加工流变学两大块。
结构流变学——又称微观流变学或分子流变学。
主要研究高分子材料奇异的流变性质与其微观结构——分子链结构、聚集态结构之间的联系，以期通过设计大分子流动模型，获得正确描述高分子材料复杂流变性的本构方程，沟通材料宏观流变性质与微观结构参数之间的联系，深刻理解高分子材料流动的微观物理本质。
稀溶液粘弹理论发展比较完备。
Rouse-Zimm-Lodge等人的贡献。
已经能够根据分子结构参数定量预测溶液的流变性质。
浓厚体系和亚浓体系粘弹理论。
deGennes和Doi-Edwards的贡献。
将多链体系简化为一条受限制的单链体系，提出蛇行蠕动模型。
结构流变学进展对高分子凝聚态物理基础理论的研究具有重要价值。
加工流变学——宏观流变学或唯象性流变学。
主要研究与高分子材料加工工程有关的理论与技术问题。
绝大多数高分子材料的成型加工都是在熔融或溶液状态下的流变过程中完成的，众多的成型方法为加工流变学带来丰富的研究课题。
例如：加工条件变化与材料流动性质（主要指粘度和弹性）及产品物理、力学性质之间的关系；材料流动性质与分子结构及组分结构之间的关系；异常的流变现象如挤出胀大，熔体破裂现象发生的规律、原因及克服办法；高分子材料典型加工成型操作单元（如挤出、注射、纺丝、薄膜吹塑等）过程的流变学分析；多相高分子体系的流变性规律；模具与机械设计中的种种与材料流动性与传热性有关的问题等。
人们在科学和生产实践中认识到，高分子材料成型加工时，加工力场与温度场的作用不仅决定了材料制品的外观形状和质量，而且对材料链结构，超分子结构和织态结构的形成和变化有极其重要的影响，是决定高分子制品最终结构和性能的中心环节。
从这个意义来讲，流变学应该成为研究高分子材料结构与性能关系的核心环节之一。
事实上，当前流变学设计已成为高分子材料分子设计，材料设计，制品设计及模具与机械设计的重要组成部分。
本课程在前几章（2-5章）偏重介绍结构流变学方面的内容，后几章（7-10章）偏重介绍加工流变学方面的内容。
第6章介绍流变测量学的内容。
3．高分子液体的奇异流变现象3．1高粘度与“剪切变稀”行为室温下H2O的粘度约为10-3Pa·s（1Pa·s=10P（泊），故室温下水的粘度约为1厘泊（cP））。
高分子液体的粘度绝对值一般很高。
表1-1一些高分子液体的零剪切粘度参考值对大多数高分子液体而言，即使温度不发生变化，粘度也会随剪切速率（或剪切应力）的增大而下降，呈现典型的“剪切变稀”行为。
图1-2重力作用引起高分子液体剪切变稀的现象在高分子材料成型加工时，随着成型工艺方法的变化及剪切应力或剪切速率（转速或线速度）的不同，材料粘度往往会发生1-3个数量级的大幅度变化，是加工工艺中需要十分关注的问题。
另外有一些高分子液体，如高浓度的聚氯乙烯塑料溶胶，在流动过程中表现出粘度随剪切速率增大而升高的反常现象，称“剪切变稠”效应。
通常把具有“剪切变稀”效应的流体称为假塑性流体，把具有“剪切变稠”效应的流体称为胀流性流体。
3．2Weissenberg效应又称“爬杆”效应，或“包轴”现象。
出现这一现象的原因被归结为高分子液体是一种具有弹性的液体。
测量容器中A、B两点的压力，可以测得，对牛顿型流体有p A>p B，对高分子液体有p A<p B。
图1-3高分子液体的“爬杆”效应图1-4圆盘挤出机示意图3．3挤出胀大现象又称口型膨胀效应或Barus效应。
其产生的原因也被归结为高分子熔体具有弹性记忆能力所致。
挤出胀大现象影响到挤出制品的质量，对挤出成型工艺及挤出口模和机头设计至关重要。
图1-5挤出胀大效应示意图3．4不稳定流动和熔体破裂现象高分子熔体从口模挤出时，当挤出速率（或应力）过高，超过某一临界剪切速率γ （或临界剪切应力σc），就容易出现弹性湍流，导致流动不c稳定，挤出物表面粗糙。
随着挤出速率的增大，可能先后出现波浪形、鲨鱼皮形、竹节形、螺旋形畸变，最后导致完全无规则的挤出物断裂，称之为熔体破裂现象（图1-6）。
图1-6不稳定流动的挤出物外观示意图这也是高分子熔体弹性行为的典型表现。
熔体破裂现象影响着高分子材料加工的质量和产率的提高（受临界剪切速率γ 的影响）。
c3．5无管虹吸，拉伸流动和可纺性对牛顿型流体，当虹吸管提高到离开液面时，虹吸现象立即终止。
对高分子液体，如聚异丁烯的汽油溶液或聚醣在水中的微凝胶体系，当虹吸管升离液面后，杯中的液体仍能源源不断地从虹吸管流出，这种现象称无管虹吸效应（图1-7）。
还有一种无管侧吸效应。
这些现象都与高分子液体的弹性行为有关，这种液体的弹性性质使之容易产生拉伸流动，而且拉伸液流的自由表面相当稳定。
实验表明，高分子浓溶液和熔体都具有这种性质，因而能产生稳定的连续拉伸形变，具有良好的纺丝和成膜能力。
图1-7无管虹吸效应3．6各种次级流动研究表明，高分子液体在均匀压力梯度下通过非圆形管道流动时，往往在主要的纯轴向流动上，附加出现局部区域性的环流，称为次级流动，或二次流动（图1-8），在通过截面有变化的流道时，有时也发生类似的现象（图1-9），甚至更复杂的还有三次，四次流动等。
图1-8粘弹流体在椭圆截面管内的二次流流谱示意图一般认为，牛顿型流体旋转时的次级流动是离心力造成的，而高分子液体的次级流动方向往往与牛顿型流体相反，是由粘弹力和惯性力综合形成的。
这种反常的次级流动在流道与模具设计中十分重要。
图1-9粘弹流体在锥形口模中的二次流流谱示意图3．7孔压误差和弯流压差测量流体内压力时，若压力传感器端面安装得低于流道壁面，形成凹槽，则测得的高分子液体的内压力将低于压力传感器端面安装得与流道壁面相平时测得的压力，如图1-10中有p h p，这种压力测量误差称孔压误差。
其产生原因被认为在凹槽附近，流线发生弯曲，但法向应力差效应有使流线伸直的作用，于是产生背向凹槽的力。
高分子液体流经一个弯型流道时，液体对流道内侧壁和外侧壁的压力，也会因法向应力差效应而产生差异。
通常内侧壁所受的压力较大。
图1-10孔压误差3．8湍流减阻效应在高速的管道湍流中，若加入少许高分子物质，如聚氧化乙烯（PEOX），聚丙烯酰胺（PAAm），则管道阻力将大为减少，又称Toms 效应。
3．9触变性和震凝性触变性（thixotropic）和震凝性（rheopectic）指在等温条件下，某些液体的流动粘度随外力作用时间的长短发生变化的性质。