1、影響高聚物影響高聚物Tg及耐熱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素及耐熱性的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)因素 增加增加Tg減少減少Tg 分子量提高分子量提高加入稀釋劑或增塑劑加入稀釋劑或增塑劑 分子量分布變窄分子量分布變窄分子量分布加寬分子量分布加寬 主鏈剛性提高（芳環(huán)、雜環(huán)、主鏈剛性提高（芳環(huán)、雜環(huán)、 綢環(huán)或梯形聚合物）綢環(huán)或梯形聚合物） 主鏈柔順性（線形、含醚鍵）主鏈柔順性（線形、含醚鍵） 側(cè)鏈基團(tuán)剛硬或位阻大側(cè)鏈基團(tuán)剛硬或位阻大鏈節(jié)的不對(duì)稱性或無規(guī)立構(gòu)鏈節(jié)的不對(duì)稱性或無規(guī)立構(gòu) 鏈結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、規(guī)整性提高鏈結(jié)構(gòu)的對(duì)稱性、規(guī)整性提高無規(guī)共聚無規(guī)共聚 含極性基團(tuán)及增加鏈間相互作含極性基團(tuán)及增加鏈間相互作 用力（內(nèi)聚能密度）用力（內(nèi)聚

2、能密度） 長支鏈的內(nèi)增塑作用長支鏈的內(nèi)增塑作用 氫鍵或交聯(lián)鍵氫鍵或交聯(lián)鍵無定型化無定型化 結(jié)晶度提高結(jié)晶度提高 第三節(jié)第三節(jié) 高聚物的粘性流動(dòng)高聚物的粘性流動(dòng) 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 二、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩囟?、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?三、高聚物流動(dòng)性的表征三、高聚物流動(dòng)性的表征 四、剪切黏度的測定四、剪切黏度的測定 五、高聚物熔體流動(dòng)曲線五、高聚物熔體流動(dòng)曲線 六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素 七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力 八、高聚物熔體的彈性效應(yīng)八、高聚物熔體的彈性效應(yīng) 九、拉伸黏度九、拉伸黏度 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一

3、、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 1 高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成 RT E Ae 黏流活化能，表黏流活化能，表 示分子向空穴躍示分子向空穴躍 遷時(shí)克服周圍分遷時(shí)克服周圍分 子的相互作用所子的相互作用所 需要的能量。需要的能量。 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 1 高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成（空穴填充）高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成（空穴填充） 小分子空穴填充小分子空穴填充 小分子蒸發(fā)運(yùn)動(dòng)小分子蒸發(fā)運(yùn)動(dòng) （單個(gè)運(yùn)動(dòng)單元）（單個(gè)運(yùn)動(dòng)單元） 高分子鏈無規(guī)線團(tuán)所需空穴體積？高分子鏈無規(guī)線團(tuán)所需空穴體積？ E =H =H 大分子蒸發(fā)潛熱大分子

4、蒸發(fā)潛熱 不可能有高分子整個(gè)鏈的運(yùn)動(dòng)不可能有高分子整個(gè)鏈的運(yùn)動(dòng) -CH-CH2 2- - E 增加 增加2.1kJ/mol 1000 -CH-CH2 2- - E 增加 增加2.11000 kJ/mol C-CC-C 鍵能鍵能 347kJ/mol 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 1 高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成 隨碳鏈原子數(shù)的增加而達(dá)到一定值隨碳鏈原子數(shù)的增加而達(dá)到一定值 高分子的流動(dòng)不可能是整個(gè)分子鏈的運(yùn)動(dòng)高分子的流動(dòng)不可能是整個(gè)分子鏈的運(yùn)動(dòng) n nc c E n 烴類同系物粘流活化能烴類同系物粘流活化能 與聚合度的關(guān)系與聚合度的關(guān)系

5、 存在一個(gè)小于分子整鏈的運(yùn)動(dòng)單元存在一個(gè)小于分子整鏈的運(yùn)動(dòng)單元 鏈段的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng)鏈段的協(xié)調(diào)運(yùn)動(dòng) 高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 1 高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成 2 高分子的流動(dòng)不符合牛頓流體的流動(dòng)規(guī)律高分子的流動(dòng)不符合牛頓流體的流動(dòng)規(guī)律 各種流體的流動(dòng)曲線各種流體的流動(dòng)曲線 s 牛頓流體牛頓流體 牛頓流體牛頓流體 假塑性流體假塑性流體 賓漢流體賓漢流體 膨脹型流體膨脹型流體 各種流體的表觀黏度與剪切速率的關(guān)系各種流體的表觀黏度與剪切速率的關(guān)系 牛頓流體牛頓流體 賓漢流體賓漢流體 膨脹型流體膨脹型流體 假塑性流體假塑性流體 牛頓流體的流動(dòng)曲線牛頓

6、流體的流動(dòng)曲線 s 黏度，是液體流動(dòng)黏度，是液體流動(dòng) 速度梯度（剪切速速度梯度（剪切速 率）為率）為1s-1時(shí)，單位時(shí)，單位 面積上所受到的阻面積上所受到的阻 力（剪切力）力（剪切力） 單位單位 N*S/m2 dt d 低分子液體、高分子稀溶液低分子液體、高分子稀溶液 假塑性流體流體的流動(dòng)曲線假塑性流體流體的流動(dòng)曲線 s 大多數(shù)高聚物熔體和濃溶液大多數(shù)高聚物熔體和濃溶液 n s n 為非牛頓指數(shù)，表為非牛頓指數(shù)，表 示偏離牛頓流體的示偏離牛頓流體的 程度，程度，n1 賓漢流體流動(dòng)曲線賓漢流體流動(dòng)曲線 s 泥漿、牙膏、油脂、涂料等泥漿、牙膏、油脂、涂料等 pys 屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力y 表現(xiàn)為虎克固

7、體行為表現(xiàn)為虎克固體行為 締合結(jié)構(gòu)的形成與破壞締合結(jié)構(gòu)的形成與破壞 高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 1 高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成高分子的流動(dòng)通過鏈段的位移運(yùn)動(dòng)完成 2高分子的流動(dòng)不符合牛頓流體的流動(dòng)規(guī)律高分子的流動(dòng)不符合牛頓流體的流動(dòng)規(guī)律 3高分子流動(dòng)時(shí)伴有高彈形變高分子流動(dòng)時(shí)伴有高彈形變 高分子流動(dòng)的特點(diǎn)：鏈段分段協(xié)同作用的結(jié)果高分子流動(dòng)的特點(diǎn)：鏈段分段協(xié)同作用的結(jié)果 外力作用下，高分子鏈可能沿外力方向伸展外力作用下，高分子鏈可能沿外力方向伸展 伸展的結(jié)構(gòu)具有在外力消失后重新卷曲的趨勢伸展的結(jié)構(gòu)具有在外力消失后重新卷曲的趨勢 高彈形變高彈形變 高彈形變恢復(fù)速度的影響因素：

8、高彈形變恢復(fù)速度的影響因素： 高分子鏈本身的柔順性高分子鏈本身的柔順性 T 高分子流動(dòng)時(shí)伴有高彈形變的生產(chǎn)實(shí)際影響高分子流動(dòng)時(shí)伴有高彈形變的生產(chǎn)實(shí)際影響 纖維的擠出脹大纖維的擠出脹大 塑料擠出件尺寸回縮，截面尺寸的增加塑料擠出件尺寸回縮，截面尺寸的增加 厚薄差異大制品的變形厚薄差異大制品的變形 （收縮不均、內(nèi)應(yīng)力的消除）（收縮不均、內(nèi)應(yīng)力的消除） 熱定型熱定型 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 二、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩囟⒂绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?三、高聚物流動(dòng)性的表征三、高聚物流動(dòng)性的表征 四、剪切黏度的測定四、剪切黏度的測定 五、高聚物熔體流動(dòng)曲線五、高聚物熔體流動(dòng)曲線 六、高聚物

9、熔體剪切黏度的影響因素六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素 七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力 八、高聚物熔體的彈性效應(yīng)八、高聚物熔體的彈性效應(yīng) 九、拉伸黏度九、拉伸黏度 影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩赜绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?分子結(jié)構(gòu)的影響分子結(jié)構(gòu)的影響 分子量的影響分子量的影響 外力大小和作用時(shí)間外力大小和作用時(shí)間 影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩兀河绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩兀悍肿咏Y(jié)構(gòu)的影響分子結(jié)構(gòu)的影響 v 分子鏈越柔軟，分子鏈越柔軟，Tf 越低越低 v 鏈間相互作用力鏈間相互作用力 PVC PS 分子柔順性分子柔順性 Tf 越低越低 鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘 （流動(dòng)活化能）（流動(dòng)活化能） 流動(dòng)單元鏈段流動(dòng)單元鏈段 所需

10、空穴體積所需空穴體積 PAN 芳綸芳綸 纖維素纖維素 溶液、液晶紡絲溶液、液晶紡絲 影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩赜绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?分子結(jié)構(gòu)的影響分子結(jié)構(gòu)的影響 分子量的影響分子量的影響 外力大小和作用時(shí)間外力大小和作用時(shí)間 影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩兀河绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩兀悍肿恿康挠绊懛肿恿康挠绊?分子量越大則黏流溫度越高分子量越大則黏流溫度越高 鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng)鏈段的協(xié)同運(yùn)動(dòng) 鏈間摩擦鏈間摩擦 不同聚合度聚異丁烯的溫度形變曲線不同聚合度聚異丁烯的溫度形變曲線 T 形變形變 聚合度增加聚合度增加 軟化區(qū)域的提高與高分子分子量的分散性相關(guān)軟化區(qū)域的提高與高分子分子量的分散性相關(guān) 影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩赜绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?/p>

11、 分子結(jié)構(gòu)的影響分子結(jié)構(gòu)的影響 分子量的影響分子量的影響 外力大小和作用時(shí)間外力大小和作用時(shí)間 影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩兀河绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩兀和饬Υ笮『妥饔脮r(shí)間外力大小和作用時(shí)間 外力增加外力增加提高鏈段沿提高鏈段沿 外力方向向外力方向向 前躍遷的幾前躍遷的幾 率率 延長外力作用時(shí)間延長外力作用時(shí)間Tf 降低降低 PC成型，采用成型，采用 較大的注射壓較大的注射壓 力（在一定程力（在一定程 度上）度上） Tf 降低降低 幾種高聚物的黏流溫度和注射溫度幾種高聚物的黏流溫度和注射溫度 高聚物高聚物Tf（or Tm)/注射溫度注射溫度 / 低壓聚乙烯低壓聚乙烯100130170200 聚丙烯聚丙烯1701

12、75200220 聚苯乙烯聚苯乙烯112146170190 聚氯乙烯聚氯乙烯165190170190 尼龍尼龍66264250270 聚碳酸酯聚碳酸酯220230240285 聚苯醚聚苯醚300260300 聚合物的成型加工溫度：聚合物的成型加工溫度：TfTd 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 二、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩囟?、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?三、高聚物流動(dòng)性的表征三、高聚物流動(dòng)性的表征 四、剪切黏度的測定四、剪切黏度的測定 五、高聚物熔體流動(dòng)曲線五、高聚物熔體流動(dòng)曲線 六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素 七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力

13、八、高聚物熔體的彈性效應(yīng)八、高聚物熔體的彈性效應(yīng) 九、拉伸黏度九、拉伸黏度 高聚物流動(dòng)性的表征高聚物流動(dòng)性的表征 剪切黏度剪切黏度 拉伸黏度拉伸黏度 熔融指數(shù)熔融指數(shù) 流動(dòng)方向流動(dòng)方向 速度梯度方向速度梯度方向 螺桿、擠出管道（未變螺桿、擠出管道（未變 徑），噴絲板孔道中徑），噴絲板孔道中 高聚物的剪切黏度高聚物的剪切黏度 s 零切零切 黏度黏度 0 稠度稠度c 表觀表觀 黏度黏度 a d d s 0 lim 0 d d s c 1 )( n s K a 常用，且常用，且n 隨剪切速率的增加而減小。隨剪切速率的增加而減小。 主要作為熔體流動(dòng)性能好壞的表征。主要作為熔體流動(dòng)性能好壞的表征。 高聚

14、物流動(dòng)性的表征高聚物流動(dòng)性的表征 剪切黏度剪切黏度 拉伸黏度拉伸黏度 熔融指數(shù)熔融指數(shù) 流動(dòng)方向流動(dòng)方向 速度梯度方向速度梯度方向 吹塑、紡絲熔體離開?？诤?、熔體拉省流吹塑、紡絲熔體離開?？诤?、熔體拉省流 動(dòng)、漸變管道中的收斂流動(dòng)動(dòng)、漸變管道中的收斂流動(dòng) 高聚物的拉伸黏度高聚物的拉伸黏度 )( 1 dt dl l t 單軸拉伸單軸拉伸 雙軸拉伸雙軸拉伸 對(duì)于牛頓流體（對(duì)于對(duì)于牛頓流體（對(duì)于 很小的非牛頓流體）很小的非牛頓流體） 0 0 6 3 t t =ln=ln(l/l(l/l0 0) ) 高聚物流動(dòng)性的表征高聚物流動(dòng)性的表征 剪切黏度剪切黏度 拉伸黏度拉伸黏度 熔融指數(shù)熔融指數(shù) 熔融指數(shù)（

15、熔融指數(shù)（MI）（低剪切狀態(tài)下）（低剪切狀態(tài)下） 在一定溫度下，熔融狀態(tài)的高聚物在一在一定溫度下，熔融狀態(tài)的高聚物在一 定負(fù)荷下，定負(fù)荷下，10min內(nèi)從規(guī)定直徑和長度內(nèi)從規(guī)定直徑和長度 的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管中流出的重量（的標(biāo)準(zhǔn)毛細(xì)管中流出的重量（g）。）。 MI 吹塑成型吹塑成型注射成型注射成型擠出成型擠出成型 定義：定義： 標(biāo)準(zhǔn)條件標(biāo)準(zhǔn)條件 PE （125，325g) ABS（230，1200g) PP （230，2160g) PC （300，1200g) MI越大，熔體流動(dòng)性越好越大，熔體流動(dòng)性越好 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 二、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩囟?、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?

16、三、高聚物流動(dòng)性的表征三、高聚物流動(dòng)性的表征 四、剪切黏度的測定四、剪切黏度的測定 五、高聚物熔體流動(dòng)曲線五、高聚物熔體流動(dòng)曲線 六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素 七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力 八、高聚物熔體的彈性效應(yīng)八、高聚物熔體的彈性效應(yīng) 九、拉伸黏度九、拉伸黏度 剪切黏度的測量方法剪切黏度的測量方法 毛細(xì)管擠出黏度計(jì)毛細(xì)管擠出黏度計(jì) 同軸圓筒黏度計(jì)同軸圓筒黏度計(jì) 錐板黏度計(jì)錐板黏度計(jì) 落球黏度計(jì)落球黏度計(jì) 工業(yè)用黏度計(jì)工業(yè)用黏度計(jì) 落球粘度計(jì)落球粘度計(jì) 毛細(xì)管擠出黏度計(jì)毛細(xì)管擠出黏度計(jì) P D D0 L P0 QL PR a 8 4 哈根泊

17、肅葉方程哈根泊肅葉方程 ) 4 13 ( 4 3 n n R Q w L PR sw 2 L/D大于大于40忽略入口校正忽略入口校正 10-1106 F R M 3 2 3 R M s 10-3101 錐板黏度計(jì)測量原理錐板黏度計(jì)測量原理 一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn)一、高聚物粘性流動(dòng)的特點(diǎn) 二、影響?zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩囟⒂绊戰(zhàn)ち鳒囟鹊囊蛩?三、高聚物流動(dòng)性的表征三、高聚物流動(dòng)性的表征 四、剪切黏度的測定四、剪切黏度的測定 五、高聚物熔體流動(dòng)曲線五、高聚物熔體流動(dòng)曲線 六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素六、高聚物熔體剪切黏度的影響因素 七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力七、剪切流動(dòng)的法向應(yīng)力 八、高聚物熔體的彈性效

18、應(yīng)八、高聚物熔體的彈性效應(yīng) 九、拉伸黏度九、拉伸黏度 高聚物熔體流動(dòng)曲線高聚物熔體流動(dòng)曲線 第一牛頓區(qū)第一牛頓區(qū) 假塑性（流動(dòng)）區(qū)假塑性（流動(dòng)）區(qū) 第二牛頓區(qū)第二牛頓區(qū) n=1 log log s loga 0 nM2M3 M1 M2 M3 分子量越分子量越 大，纏結(jié)大，纏結(jié) 點(diǎn)多，解點(diǎn)多，解 纏容易纏容易 材料成型及應(yīng)用對(duì)分子量提出的要求材料成型及應(yīng)用對(duì)分子量提出的要求 纖維纖維 塑料塑料 橡膠橡膠 注射成型注射成型 吹塑吹塑 16 彈性內(nèi)能儲(chǔ)存彈性內(nèi)能儲(chǔ)存 影響影響B(tài)的因素：的因素： 影響影響B(tài)的因素：的因素： 剪切速率剪切速率 熔體熔體T 分子量分子量 支鏈（分子量大于支鏈（分子量大于Mc） 剛性填料剛性填料 影響影響B(tài)的因素：的因素： 剪切速率剪切速率 熔體熔體T 分子量分子量 支鏈支鏈（分子量大于（分子量大于Mc） 剛性填料剛性填料 影響影響B(tài)的因素：的因素： 剪切速率剪切速率 熔體熔體T 分子量分子量 支鏈（分子量大于支鏈（分子量大于Mc） 剛性填料剛性填料 分子鏈段運(yùn)動(dòng)，分分子鏈段運(yùn)動(dòng)，分 子鏈重心移動(dòng)的難子鏈重心移動(dòng)的難 易程度易程度 流動(dòng)的不穩(wěn)定和熔體破裂流動(dòng)的不穩(wěn)定和熔體破裂 擠出物的形狀