零剪切粘度
零剪切黏度:高分子溶液中的分子或熔融態(tài)的高分子宛如亂成一團(tuán)柔軟而糾纏的線球,雖然每一條分子鏈都在努力蠕動著,但是由于分子鏈與鏈之間的糾纏點卻有效的維系著彼此結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定。此所以初期很小的剪力(shear force)并無法超越結(jié)構(gòu)強度,結(jié)構(gòu)依然保持著,是以黏度居高不下,類似牛頓流體(黏度恒定不隨剪率而變化),所以稱為“零剪切黏度(zero-shear viscosity)”
通俗地說,零剪切粘度就是剪切速率為零時的粘度,一般用η0表示,實驗上無法直接測得,需要外推或用很低剪切速率的粘度近似。
粘度液體在流動時,在其分子間產(chǎn)生內(nèi)摩擦的性質(zhì),稱為液體的黏性,粘性的大小用黏度表示,是用來表征液體性質(zhì)相關(guān)的阻力因子。粘度又分為動力黏度.運動黏度和條件粘度。
剪切速率流體的流動速度相對圓流道半徑的變化速率—剪切速率(shear rate)。
公式:剪切速率=流速差/所取兩液面的高度差。
塑料熔體注塑時流道的剪切速率一般不低于1000ˉs 澆口的剪切速率一般在100000ˉs—1000000ˉs。
粘度為液體分子內(nèi)摩擦的量度,也是物體粘流性質(zhì)的一項具體反映。粘度的定義為一對平行板,面積為a,相距dr,板間充以某液體。今對上板施加一推力f,使其產(chǎn)生一速度變化du。由于液體的粘性將此力層層傳遞,各層液體也相應(yīng)運動,形成一速度梯度du/dr,稱剪切速率,以r′表示。f/a稱為剪切應(yīng)力,以τ表示。剪切速率與剪切應(yīng)力間具有如下關(guān)系:(f/a)=η(du/dr),此比例系數(shù)η即被定義為液體的剪切粘度(另有拉伸粘度,剪切粘度平時使用較多,一般不加區(qū)別簡稱粘度時多指剪切粘度),故η=(f/a)/(du/dr)=τ/r′。
高溫高剪切粘度發(fā)動機(jī)的使用性能不僅與其低溫下的粘度有關(guān),而且還與其在高溫下的粘度有關(guān)系。由于多級油是非牛頓液體,因此在發(fā)動機(jī)工況下(150℃,剪切率10%),潤滑油的粘度對潤滑油在高溫下的使用具有重要意義。故提出高溫高剪切粘度,簡稱hths粘度。
研究發(fā)現(xiàn),只有當(dāng)hths粘度高于2.4mpa*s時才有效減少磨損。
拉伸黏度當(dāng)聚合物熔體從任何形式的管道中流出,垂直于流動方向的聚合物橫斷面積上所承受的拉應(yīng)力與拉伸應(yīng)變速率的比值稱為拉伸黏度。單位為帕斯卡·秒(pa·s)。拉伸黏度和剪切黏度一樣,也對剪切速率有依賴性。在低應(yīng)力或低應(yīng)變速率下,單軸拉伸黏度為剪切黏度的3倍,雙軸拉伸時是剪切黏度的6倍。在高應(yīng)力與高應(yīng)變速率下,拉伸黏度隨聚合物種類不同而變化。有機(jī)玻璃、尼龍66等的拉伸黏度與拉伸應(yīng)力無關(guān);聚丙烯、高密度聚乙烯等拉伸黏度隨拉伸應(yīng)力的增加而下降;低密度聚乙烯、聚苯乙烯等拉伸黏度隨拉伸應(yīng)力的增加而增加。了解高聚物不同的拉伸行為,對于控制成型過程(如熔體紡絲、吹塑成型)中由于拉伸應(yīng)力造成的影響有著重要的意義。大多數(shù)聚合物的拉伸黏度隨拉伸應(yīng)力增大而增大,這種特性在很大程度上決定了聚合物能在恒溫條件下紡絲或成膜。
動力粘度動力粘度:面積各為1㎡并相距1m的兩平板,以1m/s的速度作相對運動時,因之間存在的流體互相作用所產(chǎn)生的內(nèi)摩擦力。單位:n·s/㎡(牛頓秒每米方)即pa·s(帕·秒)
表征液體粘性的內(nèi)摩擦系數(shù),用μ表示。
常見液體的粘度隨溫度升高而減小,常見氣體的粘度隨溫度升高而增大。
表觀粘度表觀黏度,是指在一定速度梯度下,用相應(yīng)的切力除以流速梯度所得的商。
說明:它只是對流動性好壞作一個相對的大致比較。真正的黏度應(yīng)當(dāng)是不可逆的粘性流動的一部分,而表觀黏度還包括了可逆的高彈性變形那一部分,所以表觀黏度一般小于真正黏度。 表觀粘度又可以分為剪切黏度和拉伸黏度。
在發(fā)動機(jī)油上,他可以預(yù)測出由于發(fā)動機(jī)油泵送性能不足而引起的故障。
由于假塑性流體的粘度隨γ′和σ而變化,所以人們用流動曲線上某一點的σ與γ′的比值,來表示在某一值時的粘度,這種粘度稱為表觀粘度,用ηa表示
當(dāng)γ′很小時,粘度較大,而且是一個定值,我們稱這個粘度為零切粘度,用ηo表示,常作為聚合物粘度的標(biāo)準(zhǔn)。
當(dāng)γ′很高時,粘度較小,而且趨向于極限值,該值稱為無限大切應(yīng)力下的粘度,用η∞表示。