塑料成型加工工艺与设备
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1.8 塑料熔体流动曲线

凡是剪切应力和剪切速率之间的关系不服从牛顿黏性定律的流体通称为非牛顿流体。

非牛顿流体又可分为几种类型,主要有:(1)Bingham塑性体;(2)假塑性流体;(3)胀塑性流体;(4)触变性流体;(5)震凝性流体。其中绝大多数高分子液体(包括塑料熔体)属于假塑性流体。其主要特征是当流动很慢时,剪切黏度保持为常数;而随着剪切速率的增大,剪切黏度大幅度地减少。典型的流动曲线如图1-22所示。

图1-22 假塑性高分子液体的流动曲线

从图1-22可以看出,流动曲线大致可以分为三个区域:时,呈线性关系,液体流动性质与牛顿型流体相仿,黏度趋于常数,称为零剪切黏度η0,这一区域称为线性流动区,或第一牛顿流动区。零剪切黏度是材料的一个重要常数,它与材料的平均分子量、黏流活化能、结构等有关。

当剪切速率超过某一临界剪切速率后,材料流动性质出现非牛顿性,剪切黏度(实际上是表观剪切黏度ηa)随剪切速率的增大而下降,出现“剪切变稀”行为。这一区域是高分子材料加工的典型区域,也称为假塑性区,或非牛顿流动区,或剪切变稀区。

当剪切速率非常高,即时,剪切黏度又会趋于另一个定值η,称为无穷剪切黏度,这一区域有时称为第二牛顿区。这一区域通常很难达到,因为在此之前流动已变得极不稳定,甚至破坏。