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流變性能

傳統意義上,流變學的定義是研究材料的流動和變形,以及這種流動是如何受到應力、應變和時間的影響,或者當施加機械力時其表現是如何變化的 (即其對變形和流動的反應) 。塑膠聚合物的表現基於外部作用 (施加在物體上的力) 和內部反應 (改變物體形狀) 之間的關係。流動性能不僅取決於外力的大小和方向,而且還取決於受到外力作用的材料的分子組成和結構,例如聚合物分子的取向和伸長度。

許多常用的材料和配方表現出複雜的流變性能,其粘度和粘彈性可根據所施用的外部條件而變化,如應力、應變、時間尺度和溫度。流變性能影響跨多個行業使用的材料的各個階段-從配方開發保持其穩定性一直到加工保證產品的性能。通過利用新材料的流變測量,可以很容易地確定工藝條件,並可以預測最終產品的特性和性能。

流變性能

流變特性和測量

典型的流變性能表現為粘度、模量、柔度、屈服應力和鬆弛時間。在實踐中,流變學主要關注於擴展連續介質力學,通過把彈性力學和牛頓流體力學恰當的結合在一起,來表徵具有彈性、粘性和塑性組合的材料流動。

材料流變表現的實驗表徵被稱為流變測量。聚合物的粘彈性性能受溫度、壓力和時間的影響並由這些因素決定。流變學理論的大部分涉及將外力和扭矩與內應力、內部應變梯度和速率聯繫起來。

具有流體特性的材料在受到應力時會流動,該應力是指來自每個區域的力。應力有不同種類 (例如剪切、扭轉),而材料對不同應力的反應也不同。流變性能的測量適用於所有的材料-從液體如聚合物的稀溶液和表面活性劑溶液,到濃縮的蛋白質配方,到諸如糊狀物和奶油的半固態聚合物,再到熔融或固態聚合物。