流变学实验

高聚物流变学现状及发展

汽机学院 材料成0801 王敏（200848030107）

摘要：聚合物流变学有很久的科研传统并在高分子科学与工程中具有重要的地位，是 一个对聚合物产业有相当价值的领域.本文近年来四种聚合物体系相行为的流变学研究进展，并且阐述了流变学发展存在着机遇与挑战。

关键字：相行为; 乳液; 嵌段共聚物; 液晶聚合物; 聚合物共混物; 流变学；发展 流变学是力学的一个新分支， 它主要研究材料在应力、应变、温度湿度、辐射等条件下与时间因素有关的变形和流动的规律。流变学的发展同世界经济发展和工业化进程密切相关。现代工业需要耐蠕变、耐高温的高质量金属、合金、陶瓷和高强度的聚合物等， 因此同固体蠕变、粘弹性和蠕变断裂有关的流变学迅速发展起来流变学的发展同世界经济发展和工业化流变学是研究各种材料的蠕变和应力松弛的现象、屈服值以及材料的流变模型和本构方程。

流变学从一开始就是作为一门实验基础学科发展起来的， 因此实验是研究流变学的主要方法之一。例如利用材料试件的拉压剪实验， 探求应力、应变与时间的关系， 研究屈服规律和材料的长期强度。通过微观实验， 了解材料的微观结构性质， 如多晶体材料颗粒中的缺

一、解释下列名词

1、零剪切粘度 2、震凝性流体 3、偏应力张量 4、Weissenberg效应 二、填空题

1、流变学是研究材料 及 的科学，遵从 定律的液体称为牛顿流体，遵从 1、画出

?坐标体系中牛顿流体、假塑性 ???流体和胀塑性流体的流动曲线，并简要说明流动指 数变化规律。

2、以x1，x2，x3为坐标画出一无限流体场中一个单位立方体流体体积微元。标出应力张量的状态分布（九个分量），并指出法向应力张量和剪切应力张量 定律的固体称为胡克弹性体。

2、按Cauchy应力定律，平衡时，物体所受的合外力与合外力矩均等于零，因此单位立方体平衡时剪切应力分量Tij= (i,j=1,2,3)。若静止液体内只有法向应力，无剪切应力，则应力分量Tij= (i≠j)。 3、许多高分子浓溶液和熔体，在剪切速度不大时（<103s-1）,剪切应力与剪切速率满足幂律方程即

??K??n，其中n称为 ，对牛顿流体，n ，K= 。对假塑性流体，n 。

4、高分子粘度的温度敏感性与材料的加工行为有关。粘-温敏感性大的材料，宜采取 降低粘度，如树脂，纤维等。

流变考点大全 一、 名词解释

1. 本构方程：又称状态方程，描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程,是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关的力学响应规律的方程. 反映流变过程中材料本身的结构特性。

2. 等粘度原则：两相高分子熔体或溶液粘度相近，易混合均匀。

3. 近似润滑假定：把原来物料在x—y平面的二维流动，在一段流道内简化成为只沿x方向的一维流动，这种简化假定称为~。

4. 剪切变稀：相同温度下，高分子液体，在流动过程中粘度随剪切速率增大而降低的现象。 5. 表观剪切黏度：表观粘度η a定义流动曲线上某一点τ与γ的比值

6. Banis效应：又称口型膨胀效应或挤出胀大现象，是指高分子熔体被迫挤出口模时，挤出物尺寸d大于口模尺寸D，截面形状也发生变化的现象。

7. 粘流活化能：E定义为分子链流动时用于克服分子间位垒跃迁到临近空穴所需要的最小能量，它表征粘度对温度的依赖性，E越大，粘度对温度的依赖性越强，温度升高，其粘度下降得越多。

8. 法向应力差：两个法向应力分量差值在各种分解中始终保持不变，定义法向应力差函数来描写材料弹性形变行为。

9. 零切黏度：剪切速率接近于0时，非牛顿流体对应的粘度值。 10. 表观

一、解释下列名词

1、零剪切粘度 2、震凝性流体 3、偏应力张量 4、Weissenberg效应 二、填空题

1、流变学是研究材料 及 的科学，遵从 定律的液体称为牛顿流体，遵从 1、画出

?坐标体系中牛顿流体、假塑性 ???流体和胀塑性流体的流动曲线，并简要说明流动指 数变化规律。

2、以x1，x2，x3为坐标画出一无限流体场中一个单位立方体流体体积微元。标出应力张量的状态分布（九个分量），并指出法向应力张量和剪切应力张量 定律的固体称为胡克弹性体。

2、按Cauchy应力定律，平衡时，物体所受的合外力与合外力矩均等于零，因此单位立方体平衡时剪切应力分量Tij= (i,j=1,2,3)。若静止液体内只有法向应力，无剪切应力，则应力分量Tij= (i≠j)。 3、许多高分子浓溶液和熔体，在剪切速度不大时（<103s-1）,剪切应力与剪切速率满足幂律方程即

??K??n，其中n称为 ，对牛顿流体，n ，K= 。对假塑性流体，n 。

4、高分子粘度的温度敏感性与材料的加工行为有关。粘-温敏感性大的材料，宜采取 降低粘度，如树脂，纤维等。

高分子专业课 考试题

一、解释下列名词

1、零剪切粘度 2、震凝性流体 3、偏应力张量 4、Weissenberg效应 二、填空题

1、流变学是研究材料及的科学，遵从 定律的液体称为牛顿流体，遵从 1、画出

坐标体系中牛顿流体、假塑性

流体和胀塑性流体的流动曲线，并简要说明流动指 数变化规律。

2、以x1，x2，x3为坐标画出一无限流体场中一个单位立方体流体体积微元。标出应力张量的状态分布（九个分量），并指出法向应力张量和剪切应力张量 定律的固体称为胡克弹性体。

2、按Cauchy应力定律，平衡时，物体所受的合外力与合外力矩均等于零，因此单位立方体平衡时剪切应力分量Tij。若静止液体内只有法向应力，无剪切应力，则应力分量Tij≠j)。 3、许多高分子浓溶液和熔体，在剪切速度不大时（<103s-1）,剪切应力与剪切速率满足幂律方程即

K

n，其中n称为 ，对牛顿流体，n ，K= 。对假塑性流体，n 。

4、高分子粘度的温度敏感性与材料的加工行为有关。粘-温敏感性大的材料，宜采取 降低粘度，如树脂，纤维等。

5、粘流活化能的

流变学重点难点指导

一、 名词解释 1、简单剪切流动

在两个无限大的平行板之间充满液体，其中一板固定，另一板平行移动，流体在此移动板曳引作用下所形成的流动称为简单剪切流动。 2、粘度

对牛顿流体，可以定义粘度 之比

对非牛顿流体，与牛顿流体类比，可以定义 ?a(??)??(??) 为表

????

???

，即剪切应力与剪切速率

观剪切粘度；同时定义 实剪切粘度。 3、松弛

?d(??)?d?(??)d?? 为微分剪切粘度或称真

松弛指在一定的温度和较小的恒定应变下，材料的应力随时间增加而减小的现象。

对简单剪切流动，剪切速率????，即剪切应变与剪切时间之

t比；对非简单流动，剪切速率???d?

dt4、蠕变

蠕变指在一定的温度和较小的恒定外力（拉力、压力或扭力）

等作用下，材料的形变随时间增加而增大的现象。 5、剪切速率

对简单剪切流动，剪切速率????，即剪切应变与剪切时间之

t比；对非简单流动，剪切速率???d?

dt6、粘流活化能

粘流活化能是描述物料粘-温依赖性的物理量，是流动过程中，流动单元用于克服位垒，由原位置跃迁到附近“空穴”所需的最小能量。 7、线性弹性体的剪切模量

线性弹性体的剪切模量为剪切应力和剪切应变之比 8、线性粘弹性体的剪切松弛模

???1(i?j)??eiej??1克罗内克尔符号 ij?0(i?j)

九个分量

?11?12?13??100? ??????010???2223? ?21?? ???31?32?33????001??

????????

??e1?e2?e3?ei2、哈密顿算符 ?x1?x2?x3?xi

用于矢量运算时

?

???iei

其中，?i???xi

3、应力张量

应力张量是应力状态的数学表示。数学上应力为二阶张量，三维空间中需九个分量（三个正应力分量和六个剪应力分量）来确定。

?F ??lim?s?0?s

??xx?xy?xz???用应力张量形式表示为 ??yx?yy?yz???zx?zy?zz???

其中， 第一个下标表示力的作用面的法线方向，第二个下标表示力作用的方向，如σxy 表示作用在与x垂直的平面上的应力分量，方向指向y。当i=j时，表示应力方向与外法线方向相同，称为应力张量的法向分量， σxx σyy σzz 分别垂直于与x、y、z垂直的平面上。当i≠j时，表示应力分量作用在相应面的切线方向上，称为剪切分量，如σxy σyz σzx。

按照Caucky应力定律，在平衡时物体受的合外力和合外力矩等于0，所以平衡时应力张量为对称张

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九个分量

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用于矢量运算时

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3、应力张量

应力张量是应力状态的数学表示。数学上应力为二阶张量，三维空间中需九个分量（三个正应力分量和六个剪应力分量）来确定。

?F ??lim?s?0?s

??xx?xy?xz???用应力张量形式表示为 ??yx?yy?yz???zx?zy?zz???

其中， 第一个下标表示力的作用面的法线方向，第二个下标表示力作用的方向，如σxy 表示作用在与x垂直的平面上的应力分量，方向指向y。当i=j时，表示应力方向与外法线方向相同，称为应力张量的法向分量， σxx σyy σzz 分别垂直于与x、y、z垂直的平面上。当i≠j时，表示应力分量作用在相应面的切线方向上，称为剪切分量，如σxy σyz σzx。

按照Caucky应力定律，在平衡时物体受的合外力和合外力矩等于0，所以平衡时应力张量为对称张

中国血液流变学杂志．２００８；１８（２）１６９

高血压血液流变学研究的概况

何作云

（第三军医大学新桥医院全军心血管病研究所，重庆４０００３７）

关键词：高血压；血液流变学

中图法分类号：Ｉ巧４４．１文献标识码：Ａ文章编号：ｌ００９—８８ｌＸ（２００８）０２一０１６９－０４

高血压是常见病．４０岁以上的人群中１５％一２０％受累，且随年龄而升高，不同种族存在差别。高血压的危害表现于心肌梗死、心房颤动、卒中发病率较高。血液流变学的改变是高血压病理生理的重要组成部分已获公认。因此，研究高血压血液流变学，对理解高血压发病机理、评价病情和指导治疗均有实际意义。

１全血黏度与血压关系密切

Ｃｈｉ朗等发现。ｌ级（轻度）高血压患者的血压升高与心排出量和全血黏度增加有关。虽然伞血黏度增加，但外周循环总阻力（ＴＰＲ）却降低．提示血管阻抗降低使动脉（主要是小动脉）代偿性扩张，这是机体血压调节机制的方式之一，防止血压进一步升高。在２级（中度）高血压患者组检测结果表明，尽管ＣＩ升高，但增加的幅值低于平均动脉压（ＭＡＰ）的增加程度；ＴＰＲ升高约ｌＯ％，血管阻抗（ｚｓ）无明显变化；全血黏度与ＴＰＲ呈正比例地增加。因此，２级（中度）高血压患者已丧失代偿性血管扩张能力．导致ＴＰＲ的增高，期间

高分子材料流变学第四章

第四章 高分子流变本构方程的分子理论

采用分子论方法研究高分子液体的流变性质，首先要抓住高分子材料是由一些长度不同的链组成，每根链又由一系列单体单元构成的事实，研究分子链的结构细节、分子链构象及运动特性对材料流变性质的影响，阐明材料在链段和分子链层次的结构参数与材料流变特性的内在联系。

根据研究的材料对象不同，分子论路线对高分子稀溶液、亚浓溶液及浓厚体系（浓溶液及熔体）分别有不同的模型和处理方法。

所谓稀溶液，指溶液中各个分子链线团及其所属的流体力学体积（排除体积）相互无重迭，不发生作用。主要研究一条孤立链的粘弹性理论。研究结果已相当成功。

所谓浓厚体系，指分子链之间已发生聚集和相互作用，最典型的为发生了分子链间的缠结（entanglement coupling）。由于缠结的本质至今尚不明确，为研究带来很大困难。de Gennes和Doi-Edwards等人分别建立了“蠕动模型”和“管道模型”，将多链体系简化为一条受到约束的单链体系，从而使问题的处理得以简化，得到了很有价值的结果。目前国际上对高分子链的缠结多用“蠕动模型”加以处理，已应用于诸如流动、扩散、弛豫、熔体结晶、相分离动力学等问题。

1． 高分子