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聚合物挤出中的流变学

——PPXCL刘晓君 1.0流变学

流变学是研究材料变形和流动的科学。希腊语中流变学被表示为 "Pa nta Re",

意思是：“所有物体的流动”。事实上只要给予足够的时间，所有材料都能够流 动。有趣的是，挤出、注射成型和吹塑成型等过程中的聚合物材料的流动时间都 在一个相同的数量级上。在一个非常短的加工时间里，聚合物的表现象是固体， 而从较长的加工过程来看，聚合物的行为则像是液体。这种双重特性(液态-固态) 称为粘弹性。

1.1粘度和融体流动指数

粘度是最重要的流动特性，它表示流动的阻力，严格的说，是剪切的阻力。 假如将流体设想为一些运动的薄片，如图1.1，我们可以定义粘度为剪切应力和剪 切速率的比值。

图1.1简单的剪切流体

图1.1简单的剪切流体

剪切应力

(1.1)n

(1.1)

剪切速率

n : Pa*S

F:压力

A:面积

v :速度

h: 距离

t : Pa=(N/tf)

丫 : S1

希腊字母t (tau)和丫(gamma dot)按惯例分别表示剪切压力和剪切速率， 流体在圆形管道或者两个金属平面间流动，剪切应力从中心轴的零到管壁最 大值之间呈线性的改变；而剪切速率则呈非线性改变。对两个金属平面之间的流 体，速率剖面最大值在堆成平面，管壁处为零，如图 1.2。

在SI中，粘度的单位是Pa*S。在进入SI之前，经常用Poisef乍为粘度的单位(1 Pas =10 poise).这里有一些其它有用的转换：

1 Pas = 1.45 10-4lbf s/in2 = 0.67197 lbm/s ft = 2.0886 10-2lbf s/ft2