此时流体不再能充满所有的空隙，润滑作用因
而受到限制，表观粘度就随着剪切速率的增长 而增大。
2.时间依赖性液体
产生震凝性的原因，可以解释为液体中 的不对称粒子（椭球形线团）在剪切力场的
震 凝 性 液 体
速度作用下取向排列形成暂时次价交联点所 致，这种缔合使粘度不断增加而形成凝胶状， 一旦外力作用终止，暂时交联点也相应消失， 粘度重新降低。
1、影响聚合物流变行为的主要因素， 非牛顿液
体及其流变行为。 2、牛顿液体的流变学方程及非牛顿液体的流变 学方程。
第一节 聚合物熔体的流变行为
聚合物熔体在加工过程中的力学行为：
聚 合 物 受 力 的 三 种 类 型
剪切应力
简单的剪切
拉伸应力
简单的拉伸
流体静压力P
流体静压力的均 匀压缩
聚 合 物 受 力 的 相 应 形 变
一、牛顿流体及其流变方程
1.流动类型
层流和湍流 Re<2100 层流
低分子流体 Re>2100
湍流
Re=2100～4000 过渡态（介于层流与湍 流） 聚合物熔体，在成型过程中流动时，其雷诺准数一
般小于10，分散体也不会大于2100，因此其流动均为层
流。
原因：
粘度高，如低密度聚乙烯的熔体粘度约为 0.3×102 ～ 1×103Pa.s ，而且流速较低，在加工
剪切流动按其流动的边界条件可分为拖曳流动和压力 流动 由边界的运动而产生的流动，如运转滚筒表面
对流体的剪切摩擦而产生流动，即为拖曳流动。 而边界固定，由外压力作用于流体而产生的流 动，称为压力流动。
例如
聚合物熔体注射成型时，在流道内的流动 属于压力梯度引起的压力流动。 聚合物在挤出机螺槽中的流动为另一种剪
假塑性流体
n<1
膨胀性流体
n>1
高固体含量的糊
1.粘性液体及其指数定律
切力变稀原因（假塑性流体） 假塑性流体的粘度随剪切应力或剪切速率 的增加而下降的原因与流体分子的结构有关。 解缠理论： 对 聚 合 物 熔 体 来 说 造成粘度下降的原因在于其中大分子 彼此之间的缠结。
当缠结的大分子承受应力时，其缠结 点就会被解开，同时还沿着流动的方向规 则排列，因此就降低了粘度。
第一章 材料的加工性质
教学目的和要求 1、了解聚合物材料的加工性 。 2、理解聚合物在加工过程中的粘弹行为 。 重点和难点
1、流变加工性质中的可纺性， 聚合物的粘弹形变的
滞后效应，聚合物的聚集态与成型加工的关系。 2、聚合物的粘弹形变的滞后效应，聚合物的聚集态 与成型加工的关系。
作 业
1、试述聚合物成型加工对聚集态转变的依赖性？
一般认为，产生触变行为是因为液体静臵 时聚合物粒子间形成了一种类似凝胶的非永久 性的次价交联点，表现出很大粘度。 触 变 性 液 体 当系统受到外力作用而破坏这一暂时交联 点时，粘度即随着剪切持续时间而下降。
在聚合物成型中，只有少数聚合物的溶液
或悬浮液属触变性液体，涂料、油墨等具有这 种性质。
震凝性液体（t↑→η↑）
有时间依赖性液体
触变性液体（t↑→η↓）
流体的流动曲线类型
流动类型 牛顿流体
流动规律 (η为常数) (τy 和η为常 数)
符合的流体 PC和PVDC接近 牙膏、油漆、凝 胶糊、良溶剂的 浓溶液 大多数聚合物熔 体、溶液、糊
备注 低分子多为此类
宾汉流体
在剪切力增大到一 定值后才能流动 剪切增加，粘度下 降。原因为分子 “解缠” 剪切增加，粘度升 高
切流动，即拖曳流动。
二、非牛顿流体及其流变行 为
对于小分子流体该粘度为常数，称为牛顿
粘度。
而对于聚合物流体，由于大分子的长链结 构和缠结，剪切力和剪切速率不成比例，流体 的剪切粘度不是常数，依赖于剪切作用。 具有这种行为的流体称为非牛顿流体，非
牛顿流体的粘度定义为非牛顿粘度或表观粘度。
非牛顿液体类型 根据应变时有无弹性和 应变对时间有无依赖关系，非牛顿液体分为： 粘性液体 非 牛 顿 液 体 粘弹性液体 （宾汉液体、假塑性液体和膨胀性液体）
切力变稠原因（膨胀性流体） 当悬浮液处于静态时，体系中由固体粒
子构成的空隙最小，其中流体只能勉强充满这
膨 胀 性 流 体 的 流 动 行 为 些空间。当施加于这一体系的剪切应力不大时， 也就是剪切速率较小时，流体就可以在移动的
固体粒子间充当润滑剂，因此，表观粘度不高。
但当剪切速率逐渐增高时，固体粒子的紧 密堆砌就被破坏，整个体系就显得有些膨胀。
聚合物的受力的三种类型以及材料受力后产生的相对应的应变
聚合物流体在加工过程中的受力比较复杂，因此相对应 的应变也比较复杂，其实际的应变往往是二种或多种简单应 变的叠加，然而以剪切应力造成的剪切应变起主要作用。拉
伸应力造成的拉伸应变也有相当重要的作用，而静压力对流
体流动性质的作用主要体现在对粘度的影响上。 聚合物流体（熔融状聚合物和聚合物溶液或悬浮液）的 流变性质主要表现为粘度的变化，根据粘度与应力或应变速 率的关系，可将流体分为以下两类：牛顿流体和非牛顿流体。
2、简述无定形聚合物聚集态与加工方法之间的关系
？
3、为什么聚合物表现出可纺性，而小分子不具有可
纺性？ 聚合物材料纺丝过程中的影响因素有哪些？
4、简述聚合物的粘弹性形变与加工条件的关系以及 聚合物材料加工中松弛过程的特点？
第二章 聚合物的流变性质
教学目的和要求 1、掌握粘度的定义及影响粘度的因素。 2、了解弹性的表现和表征。 重点和难点
缠结点被解开和大分子规则排列的程 度是随应力的增加而加大的。
对 聚 合 物 溶 液 来 说
当它承受应力时，原来由溶剂化作用而 被封闭在粒子或大分子盘绕空穴内的小分 子就会被挤出，这样，粒子或盘绕大分子 的有效直径即随应力的增加而相应地缩小， 从而使流体粘度下降。 因为粘度大小与粒子或大分子的平均大 小成正比，但不一定是线性关系。
过程中剪切速率一般不大于103s－1。
注意
但是在特殊场合，如经小浇口的熔体注 射进大型腔，由于剪切应力过大等原因，会 出现弹性湍流，熔体会发生破碎，破坏成型。
拉伸流动和剪切流动 按照流体内质点速度分布与流动方向关系，可将聚 合物加工时的流体的流动分为两类： 拉伸流动：质点速 度沿的方向发生 变化。