眾（zhòng）所周知，液體在平直圓管內受切（qiē）應力而發（fā）生（shēng）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行的;同（tóng）流層之間的（de）各點速（sù）度彼此相同，但各層之間的速度卻不一定（dìng）相等，而且各層之間（jiān）也無明顯的相互影響。如果增大流動速度而使（shǐ）其超過（guò）一定的臨界值，則流動形式轉為（wéi）湍流，湍流時液體（tǐ）各點速度的大（dà）小和方向都（dōu）隨時間而變化。層流與湍（tuān）流的區分以雷諾數(Re)為準，在成型注塑加（jiā）工 過程中，聚合（hé）物熔體流動時的雷諾數常小於10,而聚合物（wù）分散體的雷（léi）諾數（shù）常不止（zhǐ）此數，但也不會大於2100,所以它們的流動基本上是層流。

為了研究流體流動的性質，可以把層流流動看成是一層層彼此相鄰的薄層液體沿外力作用方向進行的相（xiàng）對滑移。液層是平直的平（píng）麵，彼此之間完全（quán）平行。F為外部作用於整個液體的恒定剪切力，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和管壁摩（mó）擦力的作用，在管(管壁)摩擦力（lì）壁上液層的移動速度為零。這樣，就可以用（yòng）剪切速率來代替（tì）速度（dù）梯度，兩者在數值上相等。

牛頓(Newton)在研究低分子液體的流動（dòng）行為時（shí），發現切應力（lì）和剪切速率之（zhī）間存在著一定關係，說明液層（céng）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，稱為牛頓（dùn）黏度。它（tā）是液體自身所固有的屬性，反映了液體的黏稠性，n的大小表（biǎo）征液體抵抗外（wài）力引起形變的能力（lì），不同液體的n值不同，與（yǔ）其分子結構（gòu）和（hé）所（suǒ）處（chù）溫度有關。描述了層流液體簡單的規律，通常稱為（wéi）牛頓流動定律，即牛頓流體的流變方（fāng）程。凡液體層流時（shí）符（fú）合牛（niú）頓流（liú）動（dòng）定律的通（tōng）稱為牛頓流體。其特征為應變隨應力作用的時間線性地增（zēng）加，且黏度保持（chí）不變，應變具有不可逆（nì）性質，應（yīng）力解除後應變以變形（xíng）保持下（xià）來。

由於大分子的長鏈結構和纏結，聚合物熔體的流動行為遠比低分子液（yè）體複雜。在寬廣的剪切速率範圍內，這類液體流動時剪切力和剪切速（sù）率不再成比例關係（xì），液體的黏度也不是一個常（cháng）數，因而聚合物熔體的流變行為不服從牛頓流動定（dìng）律。通常把流動行為不服從牛（niú）頓（dùn）流動定律（lǜ）的流動稱為非牛頓（dùn）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（hé）物都表現為非牛頓流體。

塑料成型注塑加（jiā）工中常用（yòng）聚合物（wù）在非牛頓流體狀態剪（jiǎn）切速率下的流動曲線。它們已不（bú）再是簡單的直線，不同類型流體的流動曲線是向上或向下彎曲（qǔ）的複雜（zá）曲線。當作用於假（jiǎ）塑（sù）性流體的切應力變化（huà）時，剪（jiǎn）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（biàn）行為則正好（hǎo）相反，流體中剪切速率的變化比切應力的變化要慢。很明顯，流體的黏度已不是一個常數，它隨（suí）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 提出的所謂指數定律方程（chéng）是一種（zhǒng）較能（néng）反映黏（nián）性流體流變（biàn）性質的（de）經驗性表達式，在有限的範圍內有相當好的準確性，且形式簡單。對一定的成型注塑加工過（guò）程（chéng）來說，剪切速（sù）率總不（bú）可能很寬，因此，指數定律在（zài）分（fèn）析液體的流變行為、加工的計算以（yǐ）及 注塑加工設（shè）備或模具（jù）的設計等方麵（miàn）都較成功。該定律認為：聚合物黏性流體在定溫（wēn）下於給定（dìng）的剪切速率範圍內流動時，切應力和剪切速率具有指數函數關係。

表觀黏度表征的是非牛頓（dùn）流（liú）體在外力作用下抵抗剪切變形的（de）能力，表觀黏度除與流體本身性質及溫度有關外，還受剪切速率影響，這就意味著外力大小及其（qí）作用的時間也能改變流體的黏稠（chóu）性。

在指數流動規律中，非牛頓指數n和稠度（dù）係數K均（jun1）可由試（shì）驗測定。當n=1時，na=K= n,這意味著非牛（niú）頓流（liú）體轉變為牛頓流體，所以n值（zhí）可用來反映非牛頓流體偏離牛頓流體性質的程度。n<1時，稱為假（jiǎ）塑性流體。在注射成型中，除了熱固性聚合物和少數熱塑性聚合物外，大多數聚合物熔體均有近似假塑性（xìng）流體的流（liú）變學性質（zhì）。n>1時，稱為膨脹性流體。屬於膨脹（zhàng）性流體的主要是（shì）一些固體含量較高的聚合物懸浮液，以及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（lǜ）乙烯糊的流動行為就近似這（zhè）類流體。

在一定的成型注塑加工工藝條件下，塑料的（de）剪（jiǎn）切速率的範圍（wéi）通常是固（gù）定的，如壓縮成（chéng）型時的（de）剪（jiǎn）切速率範圍為1~10s;注射成型時為103~105s-;壓注成型時（shí）為102~103s等。對於給定的塑料來說，如果通過實驗求得（dé）了在這種（zhǒng）剪切速率範圍（wéi）下（xià）的黏度數據，則對該種塑料（liào）在指定 注塑加工成型方法中的操作難易（yì）程度就（jiù）能作出初步判斷。譬如在注射成型時，如果某一塑料熔體在（zài）溫度不大於其（qí）降解溫度且剪切速率為103s-的情況下（xià）測得其表觀（guān）黏度為50~500Pa·s,則在（zài）注射過程（chéng）中將不會發生（shēng）困難。表觀黏度過大時，則（zé）塑料模的大小與設計就受到較大的限製，同時壓縮（suō）塑件很易出現缺陷;過小時（shí），溢料的現象比（bǐ）較嚴重，塑件質量（liàng）也會產生問題。

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

*本站所有相關知識僅供（gòng）大家參考、學習之用，部分來源於互聯網，其版權均歸原作者及網站所有，如無意侵犯您的權利，請與小編聯係，我（wǒ）們將會在第一時間核實，如情（qíng）況屬實會在3個工作日內刪（shān）除。 7*24小時免費熱線： 13682521790 13714219339

文（wén）章關鍵（jiàn）詞：注塑加工廠牛頓流體及其流變（biàn）方程，注塑模具，注塑模（mó）具廠家