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一文帶你了解什么是粘彈性

更新時(shí)間:2022-12-28      點(diǎn)擊次數(shù):1202
粘彈性,viscoelasticity,流體的粘滯性及彈性的綜合性質(zhì)。
  聚合物在加工過(guò)程中通常是從固體變?yōu)橐后w(熔融和流動(dòng)),再?gòu)囊后w變固體(冷卻和硬化),所以加工過(guò)程中聚合物于不同條件下會(huì)分別表現(xiàn)出固體和液體的性質(zhì),即表現(xiàn)出彈性和粘性。但是由于聚合物大分子的長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)和大分子運(yùn)動(dòng)的逐步性質(zhì),聚合物的形變和流動(dòng)不可能是純彈性和純粘性的,塑料對(duì)應(yīng)力的響應(yīng)兼有彈性固體和粘性流體的雙重特性稱(chēng)粘彈性。
  粘彈性是高聚物的一個(gè)重要特征,粘彈性賦予高聚物*的性能。高聚物材料表現(xiàn)出彈性和粘性的結(jié)合。在實(shí)際形變過(guò)程中,粘性與彈性總是共存的。聚合物受力時(shí),應(yīng)力同時(shí)依賴(lài)于形變和形變速率,即具備固、液二性,其力學(xué)行為介于理想彈性體和理想粘性體之間。
  粘彈性使塑料同時(shí)具有類(lèi)似固體的特性,如彈性,強(qiáng)度,因次穩(wěn)定性,和類(lèi)似液體的特性如隨時(shí)間,溫度,負(fù)荷大小和速率而變化的流動(dòng)特性。
  在通常的加工條件下,聚合物形變主要由于高彈形變和粘性形變(或塑性形變)所組成。從形變性質(zhì)來(lái)看包括可逆形變和不可逆形變兩種成分,只是由于加工條件不同而存在著兩種部分的相對(duì)差異。隨著溫度的升高,式中μ都將下降,當(dāng)加工溫度高于Tm以致聚合物處于粘流態(tài)時(shí),聚合物的形變發(fā)展則以粘性形變?yōu)橹?。此時(shí),聚合物粘度低流動(dòng)性大,易于成型;同時(shí)由于粘性形變的不可逆性,提高了制品的長(zhǎng)期使用過(guò)程中的因次穩(wěn)定性(形狀和幾何尺寸的穩(wěn)定性的總稱(chēng)),所以很多加工技術(shù)都是在聚合物的粘流狀態(tài)下實(shí)現(xiàn)的,例如注射、擠出、薄模吹塑和熔融紡絲等等。但是粘流態(tài)聚合物的形變并不是純粘性的,也表現(xiàn)出一定程度的彈性,例如流動(dòng)中大分子因伸展而儲(chǔ)藏了彈性能,當(dāng)引起流動(dòng)的外力消除后,伸展的大分子恢復(fù)蜷曲的過(guò)程就產(chǎn)生了高彈形變,它會(huì)使熔體流出管口時(shí)出現(xiàn)液流膨脹。這種彈性能如果儲(chǔ)存于制品中,還會(huì)引起制品的形狀或尺寸的改變,降低制品的因次穩(wěn)定性,有時(shí)還使制品出現(xiàn)內(nèi)應(yīng)力。因此即使在粘流態(tài)條件下加工聚合物,也應(yīng)注意這種彈性效應(yīng)的影響。
  加工溫度降低到Tt以下時(shí),聚合物轉(zhuǎn)變?yōu)楦邚棏B(tài),隨著溫度的降低,聚合物形變組成中的彈性成分增大,粘性成分減小,由于有效形變值減小,通常較少地在這一范圍成型制品。
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