《流变学》 第三章 PART3
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聚合物流变学(Rheology for Polymer)课程编号:07410156学分:2学时:32 (讲课学时:32)先修课程:高等数学,大学物理,高分子物理适用专业:高分子材料与工程教材:高分子流变学基础,史铁钧、吴德峰著.北京:化学工业出版社,2011年4 月第一版一、课程的性质与任务:(-)课程性质(需说明课程对人才培养方面的贡献)本课程是面向高分子材料与工程高年级本科生的专业基础选修课,本课程的内容与高分子成型加工、高分子工程、高分子物理等方向密切相关,是高分子材料专业学生进一步开展这些方向的深入学习和研究的基础。
本课程旨在介绍聚合物熔体流变学原理及其在加工过程中的专业应用,通过研究热和力对聚合物流体流动和变形的影响。
使学生了解聚合物熔体的粘性流动、弹性效应及其流变测定法、守恒方程和本构方程、流体在简单几何形状流道中的流动,以及挤出、注塑、压延和吹塑等成型过程中的流动。
另外,对挤出机、双辐机和密炼机的混合特性进行研究,使学生进一步掌握各种高分子材料成型工艺。
本课程的主要目的是使学生掌握相关流变学的思想,理解相关理论,并能够利用流变学相关理论知识解决工程中遇到的实际问题。
(二)课程目标(根据课程特点和对毕业要求的贡献,确定课程目标。
应包括知识目标和能力目标。
)课程目标1:掌握聚合物材料的独特流变学特征,并理解相关机理;课程目标2:掌握聚合物结构与其流变学特征之间的关系;课程目标3:掌握流变学性能的相关测试及其原理;课程目标4:掌握影响聚合物流变学特征的各种因素,能够通过调控相关因素来控制流变行为。
二、课程内容与教学要求(按章撰写)第一章绪论(一)课程内容(列出主要知识点、能力点)(1)流变学的历史和现状(2)流变学的研究对象和方法(3)高分子材料典型的流变行为(4)流变学在高分子材料加工中的应用(二)教学要求(将相关内容按照掌握、理解、了解等不同教学要求进行分类)通过学习使学生掌握聚合物流变学的基本概念、内容和意义,了解聚合物流变学的发展历史,懂得聚合物流变学的发展趋势和方向,了解聚合物流变学中的一些奇特现象以及理解产生这种特殊的行为的物理原因是什么。
流变学基础部分内容内容提要流变学是研究物质在外力作用下发生变形和流动的科学。
通常作用力以切变应力表示,变形以切变速率表示,研究不同种类的物体在外力作用下切变应力与切变速率之间的关系,及其在牛顿流体与非牛顿流体表现出的特征,并据此对乳剂、混悬剂、半固体制剂等的剂型设计、处方组成、质量控制等进行评价,这是本章的重点。
但应用流变学理论对于具有粘性与弹性双重特性的物体或分散体系亦进行定量讨论,为深入研究物体的粘弹性奠定基础。
第一节概述一.流变学的基本概念(一)流变学研究内容流变学——Rheology来源于希腊的Rheos=Sream(流动)词语,由Bingham和Crawford 为了表示液体的流动和固体的变形现象而提出来的概念。
流变学主要是研究物质的变形和流动的一门科学。
变形主要与固体的性质相关。
对某一物体外加压力,其内部的各部分的形状和体积发生变化,即所谓的变形。
对固体施加外力,则固体内部存在一种与外力相对抗的内力使固体恢复原状。
此时在单位面积上存在的内力称为应力(Stress)。
由外部应力而产生的固体的变形,如除去其应力,则固体恢复原状,这种性质称为弹性(Elasticity)。
把这种可逆性变形称为弹性变形。
流动主要表示液体和气体的性质。
流动的难易与物质本身具有的性质有关,把这种现象称为粘性(Viscosity)。
流动也视为一种非可逆性变形过程。
实际上,某一种物质对外力表现为弹性和粘性双重特性(粘弹性)。
这种性质称为流变学性质,对这种现象进行定量解析的学问称为流变学。
(二)切变应力与切变速率从日常的经验已知,观察在河到中流水,水流方向一致,但水流速度不同,中心处的水流最快,越靠近河岸水流越慢。
因此在流速不太快时可以将流动着的液体视为互相平行移动的液层如图13-1,由于各层的速度不同,便形成速度梯度du/dy,这是流动的基本特征。
因为有速度梯度存在,流动较慢的液层阻滞着流动较快液层的运动,所以产生流动阻力。
流变学的内容
《说说流变学的那些事儿》
嘿,今天咱来唠唠流变学。
流变学啊,很多人可能听都没听过,但它可有意思啦!
比如说吧,我有一次在家做巧克力。
我把巧克力隔水融化,然后就发现这巧克力浆怎么这么神奇呢!刚开始它是一坨 solid 的巧克力,硬邦邦的,可一旦受热融化后,就变得像液体一样,可以流动啦。
我试着搅拌它,嘿,它就顺着我的搅拌方向慢悠悠地动起来,有点像那种很浓稠的胶水在缓缓流动。
这其实就是流变学在起作用呢!巧克力在不同的温度和状态下,它的流变性质就不同。
这就好像一个人,在不同的环境和情况下会有不同的表现。
流变学就是研究这些物质的变形和流动的。
像我们平时看到的泥巴呀,面团呀,甚至是血液,它们的流动和变形都属于流变学的研究范畴。
我还记得小时候玩泥巴,刚开始泥巴是一坨一坨的,很难捏成形,但当我们加点水,不停地揉呀揉,它就变得柔软又有韧性,可以被我们捏出各种形状了。
这就是泥巴的流变特性在我们的玩耍中体现出来啦。
再说说面团吧,揉面的时候你就能明显感觉到它在你手下的变化。
从最开始的干巴巴,到慢慢变得湿润、柔软有弹性,这都是流变学的有趣之处呀。
还有血液在我们身体里流动,也是有它特定的规律和性质的。
总之,流变学虽然听起来很专业很高深,但其实就在我们的生活中无处不在呢。
它就像是一个隐藏在幕后的小魔法师,偷偷地影响着我们身边各种物质的行为和表现。
下次当你融化巧克力、揉面团或者看到任何物质在流动变形的时候,就可以想想,嘿,这里面可有着流变学的奥秘哟!怎么样,是不是突然觉得流变学也没那么遥不可及啦?哈哈!。