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一文帶你了解什么是粘彈性

更新時間:2022-12-28      點擊次數(shù):1419
粘彈性,viscoelasticity,流體的粘滯性及彈性的綜合性質(zhì)。
  聚合物在加工過程中通常是從固體變?yōu)橐后w(熔融和流動),再從液體變固體(冷卻和硬化),所以加工過程中聚合物于不同條件下會分別表現(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鏈結(jié)構(gòu)和大分子運動的逐步性質(zhì),聚合物的形變和流動不可能是純彈性和純粘性的,塑料對應力的響應兼有彈性固體和粘性流體的雙重特性稱粘彈性。
  粘彈性是高聚物的一個重要特征,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。在實際形變過程中,粘性與彈性總是共存的。聚合物受力時,應力同時依賴于形變和形變速率,即具備固、液二性,其力學行為介于理想彈性體和理想粘性體之間。
  粘彈性使塑料同時具有類似固體的特性,如彈性,強度,因次穩(wěn)定性,和類似液體的特性如隨時間,溫度,負荷大小和速率而變化的流動特性。
  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差異。隨著溫度的升高,式中μ都將下降,當加工溫度高于Tm以致聚合物處于粘流態(tài)時,聚合物的形變發(fā)展則以粘性形變?yōu)橹鳌4藭r,聚合物粘度低流動性大,易于成型;同時由于粘性形變的不可逆性,提高了制品的長期使用過程中的因次穩(wěn)定性(形狀和幾何尺寸的穩(wěn)定性的總稱),所以很多加工技術都是在聚合物的粘流狀態(tài)下實現(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,例如流動中大分子因伸展而儲藏了彈性能,當引起流動的外力消除后,伸展的大分子恢復蜷曲的過程就產(chǎn)生了高彈形變,它會使熔體流出管口時出現(xiàn)液流膨脹。這種彈性能如果儲存于制品中,還會引起制品的形狀或尺寸的改變,降低制品的因次穩(wěn)定性,有時還使制品出現(xiàn)內(nèi)應力。因此即使在粘流態(tài)條件下加工聚合物,也應注意這種彈性效應的影響。
  加工溫度降低到Tt以下時,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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