眾所周知，液體在平直圓管內受（shòu）切應力而發（fā）生流動的形式有層流和湍流兩種。層（céng）流時，液體的流（liú）動是（shì）按許（xǔ）多彼此平行的流層進行的;同流層（céng）之間的各點速度彼此相同，但各層之間的速度卻不一定相等，而且各層之間也（yě）無明顯的相（xiàng）互影響。如果增大流動（dòng）速度而使其超過一定的臨界值，則流動形式轉（zhuǎn）為湍（tuān）流，湍流時液（yè）體各點速度的大小和（hé）方向都隨時（shí）間而變化。層流與湍流的區分以（yǐ）雷諾數(Re)為準，在成型注塑加工 過程中，聚合物熔體流動時的（de）雷諾數常（cháng）小於10,而聚合物分散體（tǐ）的雷諾數常不止此數（shù），但也不（bú）會大於2100,所（suǒ）以它們的流動基本上是層流。

為了研究（jiū）流體流動的性質，可以把層流流動看（kàn）成是一層層（céng）彼此相鄰的薄層液體沿外力作用方向進行的相對滑移（yí）。液（yè）層（céng）是平直（zhí）的平麵，彼此之間完全（quán）平行。F為外（wài）部（bù）作用於整個液（yè）體的恒定剪切力，A為向兩端無限延伸的液層麵積。管壁附 dv 近液層同時受到液體黏性阻力（lì）和管壁摩擦（cā）力的作用，在管(管壁)摩（mó）擦力壁上液（yè）層的移（yí）動速度為零。這樣，就可以用剪切速率來代替（tì）速（sù）度梯度，兩者在數（shù）值（zhí）上相等。

牛（niú）頓(Newton)在（zài）研究（jiū）低分子液體的流（liú）動行為時，發現切（qiē）應力和剪切速率之間存在著一定關係，說明（míng）液層單位表（biǎo）麵（miàn）上所加的切應力r與液（yè）層間的速度梯度成正（zhèng）比，n為比（bǐ）例常數，稱為牛（niú）頓黏度。它是液（yè）體自身所固有的屬性，反映了液體的黏稠性，n的大小表征液體抵抗外力引起形變的能力，不同液體的n值不同（tóng），與（yǔ）其分（fèn）子結構和所處溫（wēn）度有關。描述了層流（liú）液體簡單的規律，通常稱為牛頓流動定律，即牛頓流體的（de）流變方程。凡液體層流時符合牛頓流動定律的通（tōng）稱為牛頓（dùn）流體。其特征為應變隨（suí）應力作用的時間線（xiàn）性地增加（jiā），且黏度保持（chí）不變，應變具有不可逆性質，應力解除後應變以變形保持下（xià）來。

由於大分子的長鏈結（jié）構和纏結，聚合物（wù）熔體的流動行為遠比低分子（zǐ）液體複雜。在寬廣的剪切速率（lǜ）範圍內，這類液體流動時剪切力和剪（jiǎn）切速率不再成比例關係，液（yè）體（tǐ）的黏度也（yě）不是一個常數，因而聚合物熔（róng）體的流變行為不服從牛頓（dùn）流動定律。通常把流動行為不服從牛頓流（liú）動（dòng）定律的流動稱為（wéi）非牛頓型流動，具有這種流動行為的液體稱為非牛頓流體。此時，大多數聚合物都表（biǎo）現為非牛頓（dùn）流體。

塑料成型注塑加工中（zhōng）常用聚合（hé）物在非牛頓（dùn）流體狀態剪切速率下的流動曲線。它們已不再是簡單的直線，不同類型流體的流動曲（qǔ）線是向上或向下彎曲的（de）複雜曲線。當作用（yòng）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的變化快得多。而膨脹性流體的流變行為則（zé）正好相反，流體中剪切（qiē）速率的（de）變化（huà）比切應力的變（biàn）化要（yào）慢。很明顯，流體的黏度已不是一個常（cháng）數，它隨剪切速率或切應力而變化。

因此，將非牛頓流體的黏度定義為表觀黏度n。由Ostwald-De Waele 提出的所謂指數定律方程是一種（zhǒng）較能反映黏性流體流變性質的經驗性表達式，在有限的範圍內有相（xiàng）當好的準確性，且形式簡單。對一定（dìng）的成型（xíng）注塑加工過程（chéng）來說，剪（jiǎn）切速率（lǜ）總不可能（néng）很寬，因此，指數定律在分析（xī）液體的流變行為、加（jiā）工的計（jì）算以及 注（zhù）塑加工設備或模具的設（shè）計（jì）等方麵都較（jiào）成功。該定律認為：聚（jù）合物黏性流體在定（dìng）溫下於（yú）給（gěi）定的剪切速率範（fàn）圍（wéi）內流動時，切應力（lì）和剪切速（sù）率具有指數函數關係。

表觀黏度表征的是非牛頓流體在外力（lì）作用下抵抗剪切變形（xíng）的能力，表觀黏度除與流體本身性質及溫度有關外，還（hái）受剪切速率影響（xiǎng），這就意味著外力大小及其作用的時間（jiān）也能改變流體（tǐ）的黏稠（chóu）性。

在指（zhǐ）數流動規律中，非牛頓指數n和稠度係數K均可由試驗測定。當n=1時，na=K= n,這意味著非牛頓流體（tǐ）轉變為牛頓流體，所（suǒ）以n值可用來反映非牛頓流體偏離牛頓（dùn）流（liú）體性質的程度。n<1時，稱為假塑性流體。在注射成（chéng）型中，除了熱固性（xìng）聚合物和少數熱塑性聚合物外（wài），大多數聚合物熔體均有近似假（jiǎ）塑性流（liú）體的流變學性（xìng）質。n>1時，稱為膨脹性流體。屬於膨（péng）脹性流體的主要是（shì）一些固體含（hán）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，處於較高剪切速率下的聚氯乙烯糊的流動行為就近（jìn）似這類流體。

在一定的成型注塑加（jiā）工工（gōng）藝條件下，塑（sù）料的剪切速率的範圍（wéi）通常是固（gù）定的，如壓縮成型時的剪切速率範（fàn）圍（wéi）為1~10s;注（zhù）射成（chéng）型時為103~105s-;壓（yā）注成型（xíng）時為102~103s等。對於給定的塑料來說，如果通過實驗求得了在這種剪切速率（lǜ）範圍下（xià）的黏度數據（jù），則對該種塑料在指定 注塑加工成型方（fāng）法中的操作難易程度就能作出初步判斷。譬如在注射成型時，如果某（mǒu）一塑料熔體在溫度不大（dà）於（yú）其降解溫度（dù）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（liào）模的大小與設計就受到較大的（de）限製，同時壓（yā）縮塑件很（hěn）易出現缺陷;過（guò）小時，溢料的現象比較嚴重（chóng），塑件質量也會（huì）產生問題（tí）。

標題：注塑加工廠牛頓流體及其流變方程（chéng） 網址：http://www.puv365.com/news/show/id/1654.html

*本站所有相關知識僅（jǐn）供大家參考（kǎo）、學習之用，部分來（lái）源於互聯網，其版權均歸原作者及網站所有，如無意侵犯您的權利（lì），請與小編聯係，我們將會在第一時間核實（shí），如情（qíng）況屬實會在3個工作日（rì）內（nèi）刪除。 7*24小時免（miǎn）費熱（rè）線： 13682521790 13714219339

文章關鍵詞：注塑加工廠牛（niú）頓流體及其流變方程，注塑模具，注塑模具（jù）廠家