眾所周知，液體在平直圓（yuán）管內受切應力而發生流動的形式有層流和湍流兩種。層流時，液體的流動是按許多彼此平行的流層進（jìn）行的;同流層之間的各點速度（dù）彼此相同，但各層之間的速度卻不一定相（xiàng）等，而且各層之間也無明顯的相互影（yǐng）響。如果增大流動速度而使其超過一定的臨界值，則流動形式轉為湍（tuān）流，湍流時液體各點速度的大小和方向都隨時間而變化。層流與湍流的區分以雷諾數(Re)為準（zhǔn），在成型注塑加工（gōng） 過程中，聚合物熔體流動時的雷諾數常小於10,而聚合物分散（sàn）體（tǐ）的（de）雷諾數常不止此數，但（dàn）也不會（huì）大於2100,所以它（tā）們的流動基本上是層流（liú）。

為了研究（jiū）流體流動的性質（zhì），可以把層流流（liú）動看（kàn）成是一層層彼此相鄰的薄層（céng）液體沿外（wài）力作用方（fāng）向進行的相對滑移。液層是平（píng）直的平（píng）麵，彼此之間完全平行。F為外（wài）部作（zuò）用於（yú）整個液（yè）體的恒定剪切力，A為向兩端（duān）無限延（yán）伸的液層麵積。管壁附 dv 近（jìn）液層同時受到液體黏性阻力和管壁摩擦力的作用，在管(管壁)摩擦力壁（bì）上液層的移動速度為零。這樣，就（jiù）可以用剪切速率來代替速度梯度，兩者（zhě）在數值上相等。

牛頓(Newton)在研究低分（fèn）子液（yè）體的流動行為時，發現切應力和剪切速率之間存在著一定關係，說明液層單位表麵上所加的切應力r與液層間的速度梯度成正比，n為比例常數，稱為牛（niú）頓黏度。它是液體自身所固有的屬性（xìng），反映了液（yè）體的黏（nián）稠性，n的大（dà）小表征液體（tǐ）抵抗外力引起形變的能力，不同液體的（de）n值不同，與其分子結構（gòu）和所處溫度有關。描述了層流液體簡單的規律，通常稱為牛頓流（liú）動定（dìng）律，即牛（niú）頓流體的流變（biàn）方程。凡液體層流時（shí）符合牛頓流動定律的（de）通稱為牛頓流體（tǐ）。其特征為（wéi）應變隨應力作用的時（shí）間線性地增加，且黏（nián）度保持不變，應變具有（yǒu）不（bú）可逆（nì）性質，應力解除後應變以（yǐ）變形保持下來。

由（yóu）於（yú）大分子的長鏈結構（gòu）和纏結（jié），聚合（hé）物熔體的流動（dòng）行（háng）為遠比低分子液體複（fù）雜。在寬廣（guǎng）的剪切速率範圍內，這類（lèi）液體流動時（shí）剪切力和剪切速率不再成比例關係，液體的黏度也不是一個常數，因而（ér）聚合物熔體的流變行為不服從牛頓流動定律。通常把流動（dòng）行（háng）為不服從牛頓流動定律的流動稱為非牛頓型流動，具（jù）有這種流（liú）動行為的液體稱為非牛頓流體。此時，大多數聚合物都表現為非牛頓流體。

塑料成型（xíng）注塑加工中常用聚合物在非牛頓流體（tǐ）狀態剪切速（sù）率下的流動曲（qǔ）線。它們已不再是簡單的（de）直線（xiàn），不同類型流體的流動曲線是向上或向下彎曲的複雜（zá）曲線。當作用於假塑性流體的切應力變化時，剪切速率的變化要比切應力（lì）的變化快得多。而（ér）膨脹性流體的流變行（háng）為（wéi）則（zé）正好相反，流體（tǐ）中（zhōng）剪切速率的變化比切應力的變（biàn）化要（yào）慢。很明（míng）顯，流體的黏度已不是一個常數，它隨剪切速率或切應力而變化。

因此，將非牛頓（dùn）流體的黏度定義為表觀黏度n。由Ostwald-De Waele 提出的所（suǒ）謂（wèi）指數定律方程是一種較能反映（yìng）黏性流體流變性質的經驗性表達式，在有限的範圍（wéi）內有相當好的準確性，且形式簡單。對一（yī）定的成型注塑加工（gōng）過程來說，剪切速率總不（bú）可能很（hěn）寬，因此，指數定律在分析液體的流變行為、加（jiā）工（gōng）的計算以及 注塑加工設備或模具的設計等方麵都較成功。該定律認為：聚（jù）合物黏性流（liú）體在（zài）定溫下於給定的剪（jiǎn）切速率（lǜ）範圍內流動時，切應力和剪切速率具（jù）有指數函數關係。

表觀（guān）黏度（dù）表征的是非牛頓流體在（zài）外力作用（yòng）下抵抗剪切變形的能力，表觀黏度除與流體本身性質及溫度（dù）有關外，還受剪切速率影響，這（zhè）就意味著外力大小及其作用的時間也（yě）能改變流體的黏稠（chóu）性。

在指數流（liú）動規律中，非（fēi）牛頓指數n和稠度係數K均（jun1）可由試驗測定。當n=1時，na=K= n,這意（yì）味著非牛頓流體轉變（biàn）為牛頓流（liú）體，所以n值可用（yòng）來（lái）反映非牛頓流體偏離牛頓流體性質的程度。n<1時，稱為假塑性流體。在注（zhù）射成型中，除了（le）熱固性聚合物（wù）和少數熱塑性聚合物外，大多數（shù）聚合物熔體均有近似假塑性流體的（de）流變學性質。n>1時，稱（chēng）為（wéi）膨脹性流體。屬於膨（péng）脹（zhàng）性流體的主要是一（yī）些固體含量較高的聚合物懸浮液，以及（jí）帶有凝膠結構的聚合物溶液和懸浮液，處於較高（gāo）剪切速率下的聚氯乙烯糊的流（liú）動行為就近似這類（lèi）流體。

在一定的成型注塑加（jiā）工工藝條件下，塑料的剪切速（sù）率的範圍通常是固定的，如（rú）壓（yā）縮（suō）成型時的剪切速率範圍為1~10s;注射成型時為（wéi）103~105s-;壓注成型時為102~103s等。對於給定的塑料來（lái）說（shuō），如果通過實驗求（qiú）得了在這種剪（jiǎn）切速率範（fàn）圍下的黏度數（shù）據，則對該種塑料在指定 注塑加工成型方法中的操作難易程度就（jiù）能作出初步判斷。譬如在注射成型時，如果某一塑（sù）料熔體在（zài）溫度（dù）不（bú）大於其降解溫度且剪切速率為103s-的情況下測得其表觀黏度為50~500Pa·s,則在注射過程中將不會發生困難。表觀黏度過大時，則塑料模的大小與設計就受到較大的（de）限製，同（tóng）時壓縮塑件很易出（chū）現缺陷;過小時，溢（yì）料的現象比較嚴重，塑件質量也（yě）會產生問題。

標題：注塑加工廠牛頓流體及其流變方（fāng）程 網址：http://www.snshentu.com/news/show/id/1654.html

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