聚合物的粘彈性(viscoelasticity)概述:聚合物濃稠溶液體系或熔體在流動(dòng)過(guò)程中,不僅表現(xiàn)出液體所具備的粘流特性,且同時(shí)具備固體材料所具有的彈性性質(zhì),這就是聚合物粘彈性。這里需要講述的是,萬(wàn)物皆流,萬(wàn)物皆變,粘彈性不僅是聚合物的特性,其它材料也有。聚合物的粘彈性用上海保圣RH-30流變儀去測(cè)試在合適不過(guò)了。
1.高分子粘度
首先,需要明確這里涉及高分子的濃稠體系粘度均是廣義粘度,原因很簡(jiǎn)單聚合物具有顯著的粘彈性,無(wú)論是單一粘度或是單一彈性來(lái)描述其運(yùn)動(dòng)特性均是與實(shí)際不符的。
但為了簡(jiǎn)單,很多時(shí)候都要明知不可為而為之,將牛頓粘性定律用于計(jì)算聚合物粘度,同時(shí)這個(gè)假粘度也起名稱(chēng)為復(fù)粘度,顧名思義它是粘性與彈性的復(fù)合。在牛頓摩擦定律重,粘度描述了:材料的應(yīng)力與形變速率梯度之間的關(guān)系。粘度越大,同樣的流動(dòng)速率梯度就會(huì)產(chǎn)生更大的摩擦力,即材料變得更加難以流動(dòng)。
2.剪切粘度、復(fù)粘度
剪切粘度是材料在保圣RH-30流變儀下測(cè)試的粘度,也就是復(fù)粘度。剪切粘度最大的特點(diǎn)(難點(diǎn))是它不是一個(gè)定值,簡(jiǎn)單的說(shuō)材料的粘度除了和材料有關(guān)還與材料受到的剪切速率,剪切應(yīng)力,形變大小有關(guān)。隨著剪切速率的升高,材料的粘度開(kāi)始變小。
剪切粘度是流變中最基礎(chǔ)的內(nèi)容,但依舊相當(dāng)復(fù)雜。細(xì)心的朋友可以發(fā)現(xiàn)黑色的粘度曲線既包含三角形的散點(diǎn),也包括線性的曲線。其中散點(diǎn)是流變儀測(cè)試過(guò)程提供的數(shù)據(jù)點(diǎn),這一條粘度曲線需要相當(dāng)豐厚的學(xué)術(shù)基礎(chǔ),且需要計(jì)算機(jī)計(jì)算才能得到。如此,才能完整得到材料的剪切粘度。這種描述材料粘度的方式對(duì)于實(shí)際生成顯然是不可取的,我們不能要求生產(chǎn)者或是操作員理解粘度曲線及其內(nèi)在含義。但實(shí)際現(xiàn)實(shí)又需要讓一線生產(chǎn)者有直觀的對(duì)材料粘度的感受,熔融指數(shù)這一概念便得到了普及。
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