剪切流動與剪切黏度

Date：2019/12/3 9:01:03 / Read： / Source：本站

一、剪切流動與剪切黏度

在成型加工過程中，塑料熔體在剪切應(yīng)力作用下所表現(xiàn)的黏度特性、原因及其影響因素等基礎(chǔ)知識極為重要

液體的流動和變形都是在受應(yīng)力作用的情況下產(chǎn)生的。塑料材料在成型加工過程中所受到的應(yīng)力主要有剪切應(yīng)力、拉伸應(yīng)力和壓縮應(yīng)力三種。在這三種應(yīng)力中，剪切應(yīng)力對塑料材料成型加工最為重要。在擠出機中，螺桿與料筒的拖曳使熔料產(chǎn)生流動;熔體在口模中流動是在壓力作用下產(chǎn)生的。在擠出成型時，塑料材料無論在塑煉、混煉設(shè)備中，還是在成型設(shè)備如擠出機或是在口模流動的壓力降、所需的功率都要受到剪切應(yīng)力的制約。

拉伸應(yīng)力對塑料中拉伸定向的制品與纖維紡絲相當重要，而且常與剪切應(yīng)力共同出現(xiàn)。壓縮應(yīng)力的重要性遠不如前二者，一般可以忽略不計，這是因為塑料材料的壓縮變形較小。當然，壓縮應(yīng)力在某些場合下也不能忽視。在擠出成型中，除擠出-吹塑成型外，重力的作用通常是被忽略的。

(一)塑料熔體的流動狀態(tài)

眾所周知，低分子液體在平直導(dǎo)管中受剪切應(yīng)力而發(fā)生流動的形式有層流和湍流兩種。

塑料熔體在成型加工中，大多數(shù)情況下是層流;但在少數(shù)情況下也出現(xiàn)湍流。其原因是塑料熔體在流動過程會出現(xiàn)彈性效應(yīng)。畫(ニ)剪切應(yīng)力的作用圖

圖1-2論述了最簡單的理想拖曳流動(即剪切流動)。圖1-2中，在兩塊平行板中封密了一定量的液體，一塊板固定，給另一塊

板一個拉力(或推力)F，使之沿x軸以穩(wěn)定的速度運動。平行板的面積為A，平行板的間距為h。因為流動是穩(wěn)定的，沒有不平

衡的力，所以，在中間層的每層液體受到的剪切應(yīng)力都相同，

即x＝F/A。該層剪切應(yīng)力作用下該層液體所產(chǎn)生和應(yīng)變是剪切液體的流動速率，υ/h，稱為剪切速率，。小

從圖1-2中可以看出，在剪切流動過程中，速度梯度的方向與

流動方向是垂直的。

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