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一文带你了解什么是粘弹性

发布时间:2022-12-28      点击次数:41
粘弹性,viscoelasticity,流体的粘滞性及弹性的综合性质。
  聚合物在加工过程中通常是从固体变为液体(熔融和流动),再从液体变固体(冷却和硬化),所以加工过程中聚合物于不同条件下会分别表现出固体和液体的性质,即表现出弹性和粘性。但是由于聚合物大分子的长链结构和大分子运动的逐步性质,聚合物的形变和流动不可能是纯弹性和纯粘性的,塑料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性称粘弹性。
  粘弹性是高聚物的一个重要特征,粘弹性赋予高聚物优越的性能。高聚物材料表现出弹性和粘性的结合。在实际形变过程中,粘性与弹性总是共存的。聚合物受力时,应力同时依赖于形变和形变速率,即具备固、液二性,其力学行为介于理想弹性体和理想粘性体之间。
  粘弹性使塑料同时具有类似固体的特性,如弹性,强度,因次稳定性,和类似液体的特性如随时间,温度,负荷大小和速率而变化的流动特性。
  在通常的加工条件下,聚合物形变主要由于高弹形变和粘性形变(或塑性形变)所组成。从形变性质来看包括可逆形变和不可逆形变两种成分,只是由于加工条件不同而存在着两种部分的相对差异。随着温度的升高,式中μ都将下降,当加工温度高于Tm以致聚合物处于粘流态时,聚合物的形变发展则以粘性形变为主。此时,聚合物粘度低流动性大,易于成型;同时由于粘性形变的不可逆性,提高了制品的长期使用过程中的因次稳定性(形状和几何尺寸的稳定性的总称),所以很多加工技术都是在聚合物的粘流状态下实现的,例如注射、挤出、薄模吹塑和熔融纺丝等等。但是粘流态聚合物的形变并不是纯粘性的,也表现出一定程度的弹性,例如流动中大分子因伸展而储藏了弹性能,当引起流动的外力消除后,伸展的大分子恢复蜷曲的过程就产生了高弹形变,它会使熔体流出管口时出现液流膨胀。这种弹性能如果储存于制品中,还会引起制品的形状或尺寸的改变,降低制品的因次稳定性,有时还使制品出现内应力。因此即使在粘流态条件下加工聚合物,也应注意这种弹性效应的影响。
  加工温度降低到Tt以下时,聚合物转变为高弹态,随着温度的降低,聚合物形变组成中的弹性成分增大,粘性成分减小,由于有效形变值减小,通常较少地在这一范围成型制品。
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