第九章高分子材料解析
- 格式:ppt
- 大小:200.50 KB
- 文档页数:13
第九章 高分子熔体流动不稳定性及壁滑现象在前面讨论的高分子成型加工过程和流变测量中,都不加证明地假定高分子液体的流动,均为稳定的连续流动。
同时提出“管壁无滑移假定”。
正是在这些基本假定基础上,得到高分子液体在一些特定流场中的流动规律,了解并掌握了高分子液体基本的非线性粘弹性质。
然而在实际成型加工及流变测量中,物料流动状态受诸多因素影响,常常出现不稳定流动情形。
许多情况下,流场边界条件存在一个临界值。
一旦超越该临界值,就会发生从层流到湍流,从平整到波动,从管壁无滑移到有滑移的转变,破坏了事先假定的稳定流动条件。
研究这类熔体流动不稳定性及壁滑现象是从“否定”意义上讨论高分子的流变性质,具有重要意义。
该问题的工程学意义是,当工艺过程条件不合适,会造成制品外观、规格尺寸及材质均一性严重受损,直接影响产品的质量和产率,严重时甚至使生产无法进行。
高分子流动不稳定性主要表现为挤出过程中的熔体破裂现象、拉伸过程(纤维纺丝和薄膜拉伸成型)中的拉伸共振现象及辊筒加工过程中的物料断裂现象等。
熔体在管壁发生滑移与此类现象密切相关。
可以肯定地说,这些现象与高分子液体的非线性粘弹行为,尤其是弹性行为有关,是高分子液体弹性湍流的表现。
1. 挤出成型过程中的熔体破裂行为1.1 两类熔体破裂现象熔体的挤出破裂行为:在挤出过程中,当熔体剪切速率超过某一γ 临界剪切速率时,挤出物表面开始出现畸变的现象。
crit γ 表现为:最初表面粗糙,而后随(或切应力)的增大,分别出现γ 波浪型、鲨鱼皮型、竹节型、螺旋型畸变,直至无规破裂(见图1-6)。
从现象上分,挤出破裂行为可归为两类:一类称LDPE (低密度聚乙烯)型。
破裂特征是先呈现粗糙表面,当挤出超过临界剪切速率发生熔体破裂时,呈现无规破裂状。
属于γ crit γ 此类的材料多为带支链或大侧基的聚合物,如聚苯乙烯、丁苯橡胶、支化的聚二甲基硅氧烷等。
一类称HDPE (高密度聚乙烯)型。
熔体破裂的特征是先呈现粗糙表面,而后随着的提高逐步出现有规则畸变,如竹节状、螺旋型畸变γ 等。
第九章液晶高分子第一节概述一、高分子液晶的进展史人们早已熟知液晶本身和液晶在电子显示器件方面、非线性光学方面的应用。
液晶显示的腕表、计算器、笔记本电脑和高清楚度彩色液晶电视都已做生意品化,液晶的商业用途多大百余种,各类商品多达数千种,它使显示等技术领域发生重大的革命性转变。
液晶的科学史已愈百年,液晶现象是1888年奥地利植物学家Reinitzer在研究胆甾醇苯甲酯时第一观看到的。
他发觉,当该化合物被加热时,在145℃和179℃时有两个灵敏的“熔点”。
在145℃时,晶体转变成混浊的各向异性的液体,继续加热至179℃时,体系又进一步转变成透明的各向同性的液体,而处于145℃和179℃之间的液体部份保留了晶体物质分子的有序排列,因此被称为“动的晶体”或“结晶的液体”。
1889年,德国科学家正式将处于这种状态的物质命名为“液晶”。
尔后,很多人对液晶的研究和进展作出了重要奉献。
Friedle确立了液晶的概念及分类,即液晶是集液体和晶体二重性质为一体的物质。
Wiener等进展了液晶的双折射理论。
Bose提出了液晶的相态理论。
Grandiean等研究了液晶分子的取向机理及其结构。
1908年德国化学家Vorlande:提出了第一个关于液晶化合物的体会法那么:能产生液晶态的化合物,其分子应尽可能成直线状。
Vorlander法那么成了那时设计和合成液晶化合物的依据。
1923年,Vorlander在其论文中提出了高分子液晶的假想,他以为:只要还能熔化,而又不发生分解,液晶分子不存在长度的限制。
假设干年后,直到1937年Brawden和Pirie在研究烟草花叶病毒的悬浮液时,发觉其悬浮液具有液晶的特性,这是人们第一次发觉生物高分子的液晶特性。
其后1950年,Elliott与Ambrose第一次合成了高分子液晶。
1956年,Flory将其闻名的格子理论用来处置溶致型高分子液晶体系,推导出了刚性或半刚性聚合物溶液的液晶相显现的临界浓度。