眾所周（zhōu）知（zhī），液體在平直圓管內受切應力而發生流動（dòng）的形式有（yǒu）層流（liú）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;同流層之間的各點速度彼此相同，但各層之間的（de）速度卻（què）不一（yī）定相等，而且各層之間也無（wú）明顯的相互影響。如（rú）果增大流動速度而使其超過一定的臨界值，則流動形式轉為（wéi）湍流，湍（tuān）流時液體各點（diǎn）速度的大小和方向都隨時間而變化。層流與湍流的區分以雷諾數（shù）(Re)為準，在成型注塑加工 過（guò）程（chéng）中，聚合物熔體流（liú）動時（shí）的雷諾數常小於10,而聚合物分散體的雷（léi）諾數（shù）常不止此數，但也不會大於2100,所以它們的流（liú）動基本上是層流。

為了研究流體流動的性質，可以把層流流（liú）動看成是一層層彼此（cǐ）相鄰的薄層液體沿外力作用方向進行（háng）的相對滑移（yí）。液層（céng）是平直的平麵，彼此之間完全平行。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（yè）體黏（nián）性阻力和管（guǎn）壁摩擦力的作（zuò）用，在管(管壁)摩擦力壁上液層（céng）的移動（dòng）速度為（wéi）零。這樣，就可以（yǐ）用剪切速率來代替（tì）速度梯度，兩者在數值上相等。

牛（niú）頓(Newton)在研究低分子液體的流動行為時，發現切應力和剪切速率之間存在著一定關係，說明（míng）液層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，稱為牛頓黏度。它是液體自身所固（gù）有的屬性，反映了液體的黏稠性，n的大小表征（zhēng）液體抵抗外力引起形變的能（néng）力，不同液體的n值不同，與其分子結構和所（suǒ）處溫（wēn）度有關。描述了層流液體簡單的規律，通常稱為牛頓流動（dòng）定律，即牛頓流體的流變方程。凡液體層流（liú）時符合牛頓流動（dòng）定律的通稱為牛頓流體。其特征為應變隨應力作用的時間線性地增（zēng）加，且黏度保持不變，應變具有不可逆性質，應力解除（chú）後應變以變形保持下來。

由（yóu）於大分子的長鏈結構和（hé）纏結，聚合物熔（róng）體（tǐ）的流動行為遠比低分子液體（tǐ）複雜。在寬廣的剪切速率範（fàn）圍內，這類液體流動時剪切力和剪切（qiē）速率不再成比例關係（xì），液體的黏度也不是一個（gè）常數，因而聚合物（wù）熔體的流（liú）變行（háng）為不服從牛（niú）頓流動定律。通常（cháng）把流動（dòng）行為不服從（cóng）牛（niú）頓流動（dòng）定律的（de）流（liú）動稱為非牛頓型流動，具有這種流動行為的液體稱為非牛頓流體。此時，大多數聚合物都表現為（wéi）非牛頓流體。

塑（sù）料成型注（zhù）塑加工中常用聚合物在（zài）非牛頓流體狀態剪切速率下（xià）的流動曲線。它（tā）們已不再是（shì）簡單的（de）直線，不同類型流體的流動曲線是（shì）向上或向下彎曲的複雜曲線。當作用於（yú）假塑性流體的切應力變化時，剪切速率的變化要（yào）比切應力的變化快得多。而膨脹性流體的流變行為則正好相反，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（qiē）應力而變化。

因此，將非牛頓流體的黏度定義為（wéi）表觀（guān）黏度n。由（yóu）Ostwald-De Waele 提出的所（suǒ）謂指數定律方程是一種較能反映黏（nián）性流體流變性質的經驗性表達式，在有限的範圍內有相當好的準確性，且形式簡（jiǎn）單。對一定的成型注塑加工（gōng）過程來說，剪切速（sù）率總不可能很寬，因此，指數定律在分析液體（tǐ）的流變行為、加工的（de）計算以及 注（zhù）塑加（jiā）工設備或模具的設計等方麵都較成功。該定律認為：聚合物黏性流體在定（dìng）溫下（xià）於給定的剪切速率（lǜ）範圍內流動時（shí），切應（yīng）力和剪切速率具有指（zhǐ）數函數關係。

表（biǎo）觀黏（nián）度表（biǎo）征的是非牛頓流（liú）體在外力作用下抵抗剪切變形的能力，表觀黏度除（chú）與流體本（běn）身性質及溫度有關外，還受（shòu）剪（jiǎn）切速率影響，這就意味著外（wài）力大小及其作用的時（shí）間（jiān）也能改變流體的黏稠性。

在（zài）指數流動規律（lǜ）中，非牛（niú）頓（dùn）指數n和（hé）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（niú）頓流體轉變為牛頓流體，所以n值（zhí）可（kě）用來反映非牛頓流體偏離（lí）牛頓流體性質的程度。n<1時（shí），稱為假塑性流體。在（zài）注射成型中（zhōng），除了熱固性聚合物和少數熱塑性聚（jù）合物外，大多數（shù）聚合物熔體（tǐ）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（xìng）流體。屬於膨（péng）脹性流體的主要是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（jiào）高剪切（qiē）速率下的聚（jù）氯乙烯糊的流動行為就（jiù）近似這（zhè）類（lèi）流（liú）體（tǐ）。

在一定的成型注塑加（jiā）工（gōng）工藝條件下，塑料的剪切速率的（de）範圍通常是固定的，如壓縮成型時的剪切速率（lǜ）範圍為1~10s;注射成型時為103~105s-;壓注成型時為102~103s等（děng）。對於給定的塑料來說，如果（guǒ）通過實驗求得了在這種剪切速率範（fàn）圍下的黏度數據，則對（duì）該種塑料在（zài）指定 注塑加工成型方法中的（de）操作難易程度（dù）就能作出初步判斷。譬如在注射成型時，如果某一塑料熔體在溫度不大（dà）於其降解溫度且（qiě）剪切速率（lǜ）為103s-的情況下測得其表觀黏度為50~500Pa·s,則在注（zhù）射過程中將不會發生困難。表觀黏度（dù）過大時，則塑料模的大小與設計就受（shòu）到（dào）較（jiào）大的限製，同時壓縮（suō）塑件很易出現缺陷;過小時，溢料的現象（xiàng）比較嚴重，塑件質量也會產生問題。

標題：注塑（sù）加工廠牛頓（dùn）流體（tǐ）及其流（liú）變方（fāng）程 網址：http://www.ycygw.com/news/show/id/1654.html

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