第二章聚合物的流变性质
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课题:第二章 第一节 脂肪烃(1)
教
学
目
的 知识
技能 1、 了解烃(烷烃、烯烃和炔烃)的物理性质的规律性变化
2、 了解烷烃的结构特点
过程
与
方法 1、 注意不同类型脂肪烃的结构的对比
2、 善于运用形象生动的实物、模型、计算机课件等手段帮助学生理解概念、掌握概念、学会方法、形成能力
情感
态度
价值观 根据有机物的结果和性质,培养学习有机物的基本方法“结构决定性质、性质反映结构”的思想
重 点 烷烃的结构特点和化学性质
难 点 烷烃的取代反应和燃烧计算
知
识
结
构
与
板
书
设
计 第二章 烃和卤代烃 第一节 脂肪烃
烃:仅含有碳氢元素的有机物
1.表示:CxHy
2、物理性质
(1) 物理性质随着分子中碳原子数的递增,呈规律性变化,沸点逐渐升高,相对密度逐渐增大;
(2) 碳原子数相同时,支链越多,熔沸点越低。新戊烷在常温、常压下也是气态。
(3) 常温下的存在状态,也由气态(n≤4)逐渐过渡到液态(5≤n≤16)、固态(17≤n)。
(4) 烃的密度比水小,不溶于水,易溶于有机溶剂。
3.燃烧反应 所有烃都能燃烧,符合燃烧通式
CxHy + (x+y/4)O2 = x CO2 + y/2H2O
一、烷烃
1、结构特点和通式:
(1) 烷烃:仅含C—C键和C—H键的饱和链烃,又叫烷烃。
通式:CnH2n+2 (n≥1) (若C—C连成环状,称为环烷烃,通式:CnH2n (n≥3)。)
2、物理性质:同上
3、化学性质(与甲烷相似)烷烃不能使酸性高锰酸钾溶液和溴水褪色,不与强酸强碱反应
(1) 取代反应:有机物分子里的某些原子或原子团被其他原子或原子团所取代的反应。
烷烃的特征反应
(2)氧化反应
CnH2n+2 + — O2 → nCO2 +(n+1)H2O
(3) 分解反应
4、同分异构体书写及命名
教学过程 备注
[引入]同学们,从这节课开始我们来学习第二章的内容——烃和卤代烃。甲烷、乙烯、苯这三种有机物都仅含碳和氢两种元素,它们都是碳氢化合物,又称烃。根据结构的不同,烃可分为烷烃、烯烃、炔烃和芳香烃等。而卤代烃则是从结构上可以看成是烃分子中的氢原子被卤原子取代的产物,是烃的衍生物的一种。我们先来学习第一节——脂肪烃。
1第二章聚合物的流变性质
聚合物熔体的流变行为
影响聚合物流变行为的主要因素
τ σγ聚合物加工过程如化纤纺丝聚合物加工过程如化纤纺丝、、橡胶加工橡胶加工、、塑料成型都
离不开聚合物的流动与形变离不开聚合物的流动与形变。。
流变性流变性::材料在外力作用下表现出流动与变形的特性材料在外力作用下表现出流动与变形的特性。。
流变学是一门研究材料研究材料((物质物质))流动和形变的科学,
它研究连续介质在外界力作用下它研究连续介质在外界力作用下,,发生流动和形变的规律发生流动和形变的规律。。
流动和形变都是物体中质点相对运动的结果流动和形变都是物体中质点相对运动的结果。。一般力
学把质点学把质点、、质点系质点系、、刚体刚体、、刚体系看作一个整体而运动刚体系看作一个整体而运动,,
而流变学则研究物体中多质点相对运动规律。
聚合物流变学是研究聚合物流动与形变的科学是研究聚合物流动与形变的科学,,是流变学的一个重要分支学的一个重要分支。。是塑料是塑料、、橡胶橡胶、、化纤等成型理论的主要基础要基础。。聚合物的流变行为十分复杂聚合物的流变行为十分复杂,,因为聚合物熔体兼具粘性和弹性,而且还有热效应而且还有热效应。。导致其流体具有导致其流体具有33个重要特性个重要特性::(1)非牛顿剪切黏性(2)拉伸黏性(3)弹性流变学的主要内容是研究应力及其引起的应变
和应变速率的关系和应变速率的关系。。包括物料的某些特性包括物料的某些特性::黏度黏度、、
模量模量、、松弛时间等第一节聚合物熔体的流变行为
随受力方式的不同应力通常有三种类型随受力方式的不同应力通常有三种类型::
剪切应力τ、拉伸应力σ和流体静压力和流体静压力PP
材料受力后产生的形变和尺寸改变材料受力后产生的形变和尺寸改变((即几何形状的改变即几何形状的改变))
称为应变γ 。应变方式和应变速率与外力的性质和作用位
置有关置有关。。在上述三种应力作用下的应变相应为简单的剪切在上述三种应力作用下的应变相应为简单的剪切、、
聚合物的流变性
流变学是研究材料流动和变形规律的一门科学.聚合物液体流动时,以粘性形变为主,
兼有弹性形变,故称之为粘弹体,它的流变行为强烈地依赖于聚合物本身的结构,分子量及其分布,温度,压力,时间,作用力的性质和大小等外界条件的影响. 9.1 牛顿流体与非牛顿流体
9.1.1 非牛顿流体
描述液体层流行为最简单的定律是牛顿流动定律.凡流动行为符合牛顿流动定律的流体,称为牛顿流体.牛顿流体的粘度仅与流体分子的结构和温度有关,与切应力和切
变速率无关.
式中:——剪切应力,单位:牛顿/米2(N/㎡); ——剪切速率,单位:s-1; ——剪切粘度,单位:牛顿 秒/米2(N s/㎡),即帕斯卡 秒(Pa s).
非牛顿流体:不符合牛顿定律的液体,即η是或时间t的函数. 包括:
1,假塑性流体(切力变稀体)
η随的↗而↙ 例:大多数聚合物熔体 2,膨胀性流体(切力变稠体)
η随的↗而↗ 例:泥浆,悬浮体系,聚合物胶乳等.
3,宾汉流体. ττy,发生流动.
按η与时间的关系,非牛顿流体还可分为: (1)触变体:维持恒定应变速率所需的应力随时间延长而减小.
(2)流凝体:维持恒定应变速率所需的应力随时间延长而增加.
牛顿流体,假塑性流体与膨胀性流体的应力-应变速率关系可用幂律方程来描述:
式中:K为稠度系数 n:流动指数或非牛顿指数
n=1时,牛顿流体 k=η; n>1 时,假塑性流体; n<1 时,膨胀性流体.
定义表观粘度 9.2 聚合物的粘性流动 9.2.1 聚合物流动曲线
聚合物的流动曲线可分为三个主要区域: 图9-1 聚合物流动曲线
聚合物流变学知识点总结
一、聚合物的结构
1. 聚合物的结构
聚合物是由大量重复单体组成的高分子化合物,它的结构可以分为线性聚合物、支化聚合物和交联聚合物三种类型。线性聚合物是由单一的链状分子组成,支化聚合物是具有分支结构的聚合物,而交联聚合物则是由互相交联的聚合物链构成的。
2. 聚合物的结构对流变性质的影响
聚合物的分子结构对其流变性质有着重要的影响。例如,线性聚合物的流变行为往往比较简单,而支化聚合物和交联聚合物因为其分子结构的复杂性而表现出更加复杂的流变行为。
3. 聚合物的分子量
聚合物的分子量也是影响其流变性质的重要因素。分子量越高,聚合物越倾向于呈现出固态的性质,例如高分子量的聚合物会表现出较高的粘度和内聚力。
4. 聚合物的形状
聚合物的形状对其流变性质也有一定的影响。例如,球形分子的聚合物在流动状态下会表现出不同于线性分子的流变行为。
二、聚合物的流变性质
1. 聚合物的黏度
聚合物的黏度是其在流动状态下对外部应变的抵抗力,是衡量聚合物流变性质的重要指标。由于聚合物的复杂分子结构和内聚力,其黏度通常会随着应变速率的增加而增加,呈现出剪切稀化的特性。
2. 聚合物的弹性
聚合物的弹性是指其在受力后能够恢复原状的能力。在流变学中,弹性通常用弹性模量来描述,高分子链的可延展性和排列状态会影响聚合物的弹性模量。
3. 聚合物的流变型态
聚合物在流变过程中可能会呈现出多种类型的流变行为,包括牛顿型流体、剪切稀化型流体、剪切增稠型流体等。
4. 聚合物的剪切稀化和剪切增稠 在流变过程中,聚合物通常会表现出剪切稀化和剪切增稠的特性。剪切稀化是指在剪切应力作用下,聚合物的黏度随着应变速率的增加而减小;而剪切增稠则是指聚合物的黏度随着应变速率的增加而增加。
三、流变学测试方法
1. 平行板流变仪
平行板流变仪是用于测定聚合物流变性质的常用实验仪器,它通过施加不同频率和幅值的应力来测量聚合物的黏度和弹性等性质。