一、流变学基础1. 聚合物成型加工，是聚合物原料及其助剂，通过塑料加工机械和模具，在热和外力等因素的作用下，获得满足形状和性能要求的制品的过程。

2. 聚合物成型加工的核心要素:材料（配方）、（加工）设备、（加工）工艺3. 流动性-剪切粘度，可延性-内聚力、拉伸粘度4. 流变学是研究材料流动及变形规律的一门科学。

5. D=λ/t，λ松弛时间（relaxation time)(材料性质)，t形变过程的时间(变形的环境条件），打破了固体和流体响应的界限,提供了衡量粘弹性的定量尺子6. 粘弹性是聚合物流变行为的基本特征7. 拉伸流动:纵向速度梯度；剪切流动：横向速度梯度。

剪切流动与液体的粘性联系在一起，而拉伸流动与液体的弹性联系在一起。

8. 拖曳流动：流体边界相对运动；压力流动：流体边界无相对运动9. 流体抵抗流动变形的能力称为粘度，反映流体内摩擦阻力的大小。

10. 绝对速率理论: 把粘滞流动看成是受高能量过渡状态控制的一种速率过程。

液体分子从开始的平衡位置过渡到另一平衡状态。

越过能垒进行传输，该能垒受到作用应力的影响发生偏移。

说明：在外应力很小时，粘度与应力无关，应力较大时，粘度随应力提高而下降。

11. 自由体积理论：自由体积，由于提高了容许分子运动的空隙，其值越大粘度越小；给定温度下分子的体积，温度越高，其值越大。

所以温度升高，自由体积增大，粘度降低；12. 过剩熵理论: 温度下降，液体的熵降低，使形变增加困难13. 触变性(thixotropic)：一定T、γ~,随时间增加，η下降；震凝性(rheopectic)液体：一定T、γ~,随时间增加，η上升14. 流体粘度随剪切速率变化的内在原因：体系内微观结构的变化15. 聚合物普适流动曲线:在取向度相同的条件下，不同体系具有相同的约化粘度16. 剪切变稀：缠结理论和取向理论17. 粘流活化能：是分子链流动时用于克服分子间作用力以便更换位置所需要的能量18. 聚苯乙烯熔体的粘度，对温度和剪切速率都敏感。

19. 塑料中，用于注射成型的树脂分子量应小些，用于挤出成型的树脂分子量可大些，用于吹塑成型的树脂分子量可适中。

20. 橡胶工业中常用门尼粘度表征材料的流动性，塑料工业中常用熔融指数或流动长度表征塑料的流动性。

21. 分子量分布宽，非牛顿性显著，η对剪切较敏感；分布窄，更多牛顿性特征，η对温度较敏感。

22. 低剪切速率下，粘度主要取决于高分子量组分；高剪切速率下，粘度主要取决于低分子量组分23. 若支链虽长，但其长度还不足以使支链本身发生缠结，这时体系自由体积体积增大。

与分子量相当的线形聚合物比，支化聚合物的粘度要低些24. 若支链相当长，支链本身发生缠结，则使粘度大幅度增大。

支化聚合物的非牛顿性较强。

长支链使熔体强度增加，有利于吹膜、发泡。

25. 树枝状大分子的粘度在分子量超过一定数值后，反而随分子量提高而下降。

26. 触变剂的作用：防止树脂在施工的斜面或垂直面上流淌，避免树脂含量在上下层不均匀现象，从而保证制品的质量。

27. 填充体系的流变行为：① 一般，随填加量增大，体系粘度增大，弹性减弱，且常出现屈服现象。

②非牛顿型流动性（剪切变稀）更为显著。

28. 加入偶联剂有助于降低填充体系的粘度29. 柱塞流：混合不均－受剪切力小，制品性能差。

难以上色。

PVC，PP是典型柱塞流动（n值小）30. 因管道截面变小（锥形和楔子形），受到抑制性拉伸作用的称为收敛流动。

31. 拉伸硬化：LDPE，PS；拉伸变稀：HDPE，PP线形高分子32. 拉伸变稀材料的纺丝和吹膜稳定性差。

聚合物中引入长支链，有利于获得拉伸硬化的材料。

33. 第一法向应力差和剪切应力成正比。

且为正值。

34. 法向应力差的原因：剪切应力导致分子构象变化，平行流场方向尺寸增大，垂直流场方向尺寸减小。

分子储存了弹性能。

沿着与剪切力垂直的方向上分子有发生膨胀的趋势，对平行板产生向往的推力。

35. 入口压力降：弹性部分相当大（95％），入口区流线收敛发生弹性形变所导致的压力降, 转变为弹性能储存在熔体中。

36. L/D很大（>24）时，可不作入口效应修正37. 出口胀大效应的原因：a）入口效应（储存的拉伸弹性应变）b）剪切流动区（剪切弹性应变）38. Barus效应（出口胀大）的本质是分子链在挤出过程中弹性应变未完全松弛，在出口处松弛所引起的。

39. 影响膨胀比的因素：可恢复的弹性形变量的大小，该值越大，膨胀比越大；松弛时间和管内停留时间的比（De)， De越大膨胀比越大40. 低剪切弹性模量的聚合物（柔性，分子量相互作用弱）流动中可逆剪切应变大，膨胀比也大；大分子量和分布加宽会增加膨胀比；膨胀比随剪切速率先增加，后减小，再破裂；温度增加，膨胀比也增加。

长径比L/D减小，膨胀比增加；入口端收敛角↓，B↓，减少液体中可逆应变成分，而入口角=收敛角时，膨胀比最小。

41. 出口胀大的影响：导致制品变形、扭曲、降低尺寸稳定性；引入内应力，影响力学性能42. 出口胀大效应的消除措施：①增大长径比；②提高T；③对挤出物适当速度牵引和拉伸，减少弹性应变。

43. LDPE熔体破裂的原因（入口破裂）：次级流动，法向应力差导致的44. 线性高分子链熔体破裂的原因：（管壁滑-粘转变，然后破裂，此过程伴随分子链的取向和解取向）45. 产生熔体破裂时的应力和剪切速率称为临界剪切应力和临界剪切速率46. 熔体破裂的消除措施：①降低Mw，加宽分布，使临界剪切速率↗②提高T，但要防止分解交联③降低挤出速度④增大口型间隙，延长唇部尺寸⑤加入填料或软化增塑剂，共混方法。

⑥挤出后适当牵伸。

二、流变学测定1. 毛细管流变仪的优点:①操作简单、测量准确，测量范围广(剪切速率 101－105 S-1)；②和某些实际成型加工中物料流动相仿，因而具有实用价值。

可方便地加到加工生产线中，进行在线测量；③除可测定黏性外，还能从挤出胀大等数据中测定弹性2. 毛细管流变仪三个校正：剪切应力校正（入口压力降），剪切速率校正（非牛顿性），管壁滑移校正。

3. 毛细管流变仪测量误差的来源：①仪器本身参数的误差②管壁滑移③粘性发热引起的误差，限制了高剪切速率时测粘度的可靠性④自重和压力的影响，毛细管流变仪不能测定很低剪切速率下或很低粘度的流体。

4. 毛细管流变仪的缺点:①切应力和切变速率随毛细管半径而变化②不能进行动态测定，不能测定时间依赖性流体的粘度5. 毛细管流变仪的适用范围：①剪切速率范围20－105 S-1②粘度范围10－ 106 Pa S6. 各种旋转流变仪的适用性：转筒流变仪-低粘度流体；锥板流变仪–液、熔体；平行板流变仪–η很高的浆状体，用于动态松驰特性的研究7. 同轴圆筒粘度计的特点： 1．属于有严密解析的仪器，当内外筒间隙很小时，间隙中流体各点的剪切速率接近相等 2．常用、价廉、易于操作，广泛用于各种低粘度液体、高聚物溶液、胶乳等粘度的常规测试 3．很少用于高剪切速率下的粘度测定。

8. 锥板粘度计的特点：1.处处剪切速率相同,上述计算方法适用于任何流体。

测试和数据处理不需作任何校正。

2. α通常为1°，对于有大粒填料的分散体，通常使用α为4°的测量头。

9. 锥板粘度计的优点：1．清洁容易，样品用量少（不大于4ml)。

而同轴圆筒型需要5－50ml。

2．可测量热固性树脂固化过程中的粘度变化。

3．可测量法向应力差 4 ．可测量动态粘弹性10. 锥板粘度计的局限性： 1.通常用于低剪切速率的范围。

当剪切速率大于100s-1时，锥板边缘产生二次流 2.不适于测量含有较大颗粒和高固体含量的试样。

含研磨颗粒的测试样品会引起磨损。

11. 平行板流变仪的特点：0.3 mm<h<3 mm,适用于测试高粘样品和含较大填充颗粒的样品；剪切速率从中心到板边缘不同。

对非牛顿流体，剪切应力必须校正。

12. 在临界应变γc以下，材料微观结构没有破坏，为线性粘弹性区。

13.动态粘弹性的重要性在于：①动态测量时，可以同时获得材料粘性行为和弹性行为的信息；②容易实现在很宽频率范围内的测量，按时温等效原理，即容易了解在很宽温度范围内材料的性质；③动态粘弹性与材料的稳态粘弹性之间有一定的对应关系，通过测量，可以沟通材料两类性质间的关系。

14. 绝对流变仪：①仪器的几何结构及试验程序都有很严格的要求②绝对流变仪的优点是客观地表征样品，试验结果与试验仪器及生产厂家无关。

混炼机型转矩流变仪是相对流变仪三、配方设计与混合1. 制品设计一般原则：高性能、易加工、低成本（实用、高效、经济）2. 制品设计程序：性能要求、初选材料、配方试验及优化、材料规范化3. 助剂的使用原则：与聚合物基体协调配伍，相容、易分散、稳定；用量应适当；协同效应与对抗作用；工艺条件的适应性；环保性。

4. 增塑剂：A．加入能使T g、T f 、熔融粘度降低，使成型加工容易进行。

B．在使用温度范围内使制品具有柔韧性。

兼具以上二项作用的物质称为增塑剂。

5. 相容性好坏的评价方法：观察表面有无渗出物；溶解度参数；介电常数6. 增塑剂的选用条件：（1）相容性好，增塑效率高。

（2）耐久性好（挥发性低，迁移性小），高分子量。

（3）耐光、热、不燃无毒、价格低廉。

7. 热稳定性作用机理（1）吸收中和HCl，抑制自动催化作用；（2）置换PVC中不稳定的烯丙基Cl和叔碳位的Cl，抑制脱HCl；（3）捕捉自由基，阻止氧化反应。

8. 常用热稳定剂：①盐基性铅盐②金属皂类③有机锡④亚磷酸酯⑤钡镉复合稳定剂等9. 抗氧剂：受阻酚类、芳香胺类、亚磷酸酯类10. 光稳定剂：主要用于聚烯烃，尤其是PP。

主要有紫外线吸收剂、光屏蔽剂、淬灭剂、自由基捕获剂11. 成核剂作用：提高成核速率，细化结晶，提高结晶速率12. 成核剂分类：(1) 无机类：滑石，SiO2，高岭土，BN (2) 有机化合物：一元或多元羧酸盐，颜料。

(3) 聚合物：高熔点（液晶类）13. 成核剂对聚合物性能影响(1)结晶速率加快，缩短成型周期。

(2) 改进光学透明度，提高冲击强度（韧性）(3)提高结晶度，硬度，弹性模量，拉伸强度。

14. 抗静电剂机理：一是在材料表面形成导电层,从而降低表面电阻率,使已经产生的静电荷迅速泄露;二是赋予材料表面有一定的润滑性,降低摩擦系数,从而抑制和减少静电荷的产生。

15. 抗静电剂的基本类别：表面活性剂，导电炭黑，吸湿性物质16. 阻燃剂：含卤素的有机化合物，红磷、三氧化二锑、硼化物、氢氧化镁、氢氧化铝等17. 阻燃机理：稀释可燃物，隔绝氧气，冷却塑料，消除自由基18. 氧指数OI–––试样在氧氮混合气流中，维持平稳燃烧（即进行有焰燃烧）所需的最低氧气浓度。

19. 润滑剂分类：（1）内润滑剂，减少聚合物内摩擦，与聚合物有一定的相容性。