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零剪切粘度
零剪切黏度:高分子溶液中的分子或熔融態(tài)的高分子宛如亂成一團柔軟而糾纏的線球,,雖然每一條分子鏈都在努力蠕動著,,但是由于分子鏈與鏈之間的糾纏點卻有效的維系著彼此結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。此所以初期很小的剪力(shear force)并無法超越結(jié)構(gòu)強度,,結(jié)構(gòu)依然保持著,,是以黏度居高不下,類似牛頓流體(黏度恒定不隨剪率而變化),,所以稱為“零剪切黏度(zero-shear viscosity)”
通俗地說,,零剪切粘度就是剪切速率為零時的粘度,一般用η0表示,,實驗上無法直接測得,,需要外推或用很低剪切速率的粘度近似。
粘度
液體在流動時,,在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì),,稱為液體的黏性,粘性的大小用黏度表示,,是用來表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子,。粘度又分為動力黏度.運動黏度和條件粘度。
剪切速率
流體的流動速度相對圓流道半徑的變化速率—剪切速率(shear rate),。
公式:剪切速率=流速差/所取兩液面的高度差,。
塑料熔體注塑時流道的剪切速率一般不低于1000ˉS 澆口的剪切速率一般在100000ˉS—1000000ˉS。
粘度為液體分子內(nèi)摩擦的量度,,也是物體粘流性質(zhì)的一項具體反映,。粘度的定義為一對平行板,面積為A,,相距dr,,板間充以某液體。今對上板施加一推力F,,使其產(chǎn)生一速度變化du,。由于液體的粘性將此力層層傳遞,,各層液體也相應(yīng)運動,形成一速度梯度du/dr,,稱剪切速率,,以r′表示。F/A稱為剪切應(yīng)力,,以τ表示,。剪切速率與剪切應(yīng)力間具有如下關(guān)系:(F/A)=η(du/dr),此比例系數(shù)η即被定義為液體的剪切粘度(另有拉伸粘度,,剪切粘度平時使用較多,,一般不加區(qū)別簡稱粘度時多指剪切粘度),故η=(F/A)/(du/dr)=τ/r′,。
高溫高剪切粘度
發(fā)動機的使用性能不僅與其低溫下的粘度有關(guān),,而且還與其在高溫下的粘度有關(guān)系。由于多級油是非牛頓液體,,因此在發(fā)動機工況下(150℃,,剪切率10%),潤滑油的粘度對潤滑油在高溫下的使用具有重要意義,。故提出高溫高剪切粘度,,簡稱HTHS粘度。
研究發(fā)現(xiàn),,只有當HTHS粘度高于2.4mPa*S時才有效減少磨損,。
拉伸黏度
當聚合物熔體從任何形式的管道中流出,垂直于流動方向的聚合物橫斷面積上所承受的拉應(yīng)力與拉伸應(yīng)變速率的比值稱為拉伸黏度,。單位為帕斯卡·秒(Pa·s),。拉伸黏度和剪切黏度一樣,也對剪切速率有依賴性,。在低應(yīng)力或低應(yīng)變速率下,,單軸拉伸黏度為剪切黏度的3倍,雙軸拉伸時是剪切黏度的6倍,。在高應(yīng)力與高應(yīng)變速率下,,拉伸黏度隨聚合物種類不同而變化。有機玻璃,、尼龍66等的拉伸黏度與拉伸應(yīng)力無關(guān);聚丙烯,、高密度聚乙烯等拉伸黏度隨拉伸應(yīng)力的增加而下降,;低密度聚乙烯、聚苯乙烯等拉伸黏度隨拉伸應(yīng)力的增加而增加,。了解高聚物不同的拉伸行為,,對于控制成型過程(如熔體紡絲,、吹塑成型)中由于拉伸應(yīng)力造成的影響有著重要的意義。大多數(shù)聚合物的拉伸黏度隨拉伸應(yīng)力增大而增大,,這種特性在很大程度上決定了聚合物能在恒溫條件下紡絲或成膜,。
動力粘度
動力粘度:面積各為1㎡并相距1m的兩平板,以1m/s的速度作相對運動時,,因之間存在的流體互相作用所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力,。單位:N·s/㎡(牛頓秒每米方)即Pa·S(帕·秒)
表征液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù),用μ表示,。
常見液體的粘度隨溫度升高而減小,,常見氣體的粘度隨溫度升高而增大。
表觀粘度
表觀黏度,,是指在一定速度梯度下,,用相應(yīng)的切力除以流速梯度所得的商。
說明:它只是對流動性好壞作一個相對的大致比較,。真正的黏度應(yīng)當是不可逆的粘性流動的一部分,,而表觀黏度還包括了可逆的高彈性變形那一部分,所以表觀黏度一般小于真正黏度,。 表觀粘度又可以分為剪切黏度和拉伸黏度,。
在發(fā)動機油上,他可以預(yù)測出由于發(fā)動機油泵送性能不足而引起的故障,。
由于假塑性流體的粘度隨γ′和σ而變化,,所以人們用流動曲線上某一點的σ與γ′的比值,來表示在某一值時的粘度,,這種粘度稱為表觀粘度,,用ηa表示
當γ′很小時,粘度較大,,而且是一個定值,,我們稱這個粘度為零切粘度,用ηo表示,,常作為聚合物粘度的標準,。
當γ′很高時,粘度較小,,而且趨向于極限值,,該值稱為無限大切應(yīng)力下的粘度,用η∞表示,。