高聚物流变学

方显力

目录

  • 1 绪论
    • 1.1 流变学概念
    • 1.2 聚合物流变学研究的内容
    • 1.3 聚合物流变行为的特性
  • 2 流变学的基本概念
    • 2.1 应变和应力
    • 2.2 应力张量
    • 2.3 应变张量
  • 3 线性弹性
    • 3.1 虎克定律与弹性常数
    • 3.2 线性弹性变形的特点
    • 3.3 聚合物的弹性模量
    • 3.4 线弹性的适用范围
  • 4 线性粘性流动
    • 4.1 稳定的简单剪切流动和牛顿定律
    • 4.2 线性粘性变形的特点
    • 4.3 流动方式(测粘流动 Viscometric flow )
  • 5 非线性弹性——橡胶弹性
    • 5.1 橡胶弹性的特点
    • 5.2 橡胶弹性的唯象理论
  • 6 非线性粘性(非牛顿流体)
    • 6.1 聚合物熔体流动特性
    • 6.2 非牛顿流体的稳态剪切流动
    • 6.3 Weissenberg-Rabinowitch校正
    • 6.4 非牛顿流体的流动曲线
    • 6.5 聚合物熔体的流动曲线
  • 7 线性粘弹性
    • 7.1 线性粘弹性的基本概念
    • 7.2 线性粘弹性的定义Boltzmann加和原理
    • 7.3 聚合物的蠕变柔量
    • 7.4 蠕变和回复实验
    • 7.5 松弛模量
    • 7.6 恒定应力速度和恒定应变速度实验
    • 7.7 动态力学性能
  • 8 考前复习
    • 8.1 复习视频
稳定的简单剪切流动和牛顿定律

线性粘性流体常被称为牛顿流体。牛顿在1687年首先提出过一个假设,认为流动的阻力正比于两部分流体相对流动的速度,进一步的理论和实验的发展是在19世纪上半叶由法国科学家CauchyPoisson及英国科学家Stock等人完成的

4.1.1 稳定的简单剪切流动

在线性粘性流体受各向同性压力时,它是处于平衡状态。除此以外,当它受到任何其他的力,它就失去平衡,发生流动。


           图4.1稳态的简单剪切流动

采用直角坐标系,在y0处的流体是静止的,在yh处的流体则与上板相同的速度vmaxx方向上运动。

所谓简单的剪切流动即流体内任一坐标为y的流体运动的速度正比于其坐标y

(4-1)

与上板接触的一层流体的速度正比于流体的高度



速度梯度



4.1.2 牛顿定律

要保持流体作上述的剪切流动,必须施加应力以克服各层流体流动时的摩擦阻力。不同的流体流动阻力不同。线性粘性的理论认为,要保持稳定的流动,所需的应力与剪切速率成正比,即