聚合物流變學ppt

1、剪切增稠液體在防刺材料中的應用,hi 大家要好好聽課哦,2015年11月法國巴黎恐怖襲擊,2014年3月1日昆明暴恐案,1 研究背景,隨著全球反恐問題的加劇以及人們對防護安全意識的提高，人身安全問題已成為全人類都隨時都會面臨的重要難題。在許多國家（如我國），由于槍支受到嚴格管制，許多人身傷害都是由匕首、刀具等尖銳的利器所造成的。因此具有優(yōu)良防刺性能的防護材料研究成為當前需求的要點、熱點。,媽媽 ，會陽歐巴說的好嚴重 是真的嗎？,2 傳

2、統(tǒng)防刺材料,就是這樣 人才們。。要好好學習 改變現(xiàn)狀,新型的柔性復合材料采用了剪切增稠液體(STF)與高性能纖維織物相結合的方式，在纖維中液體常態(tài)下呈現(xiàn)的是液體狀態(tài)，使得材料柔軟可折疊，然而一旦受到外力的沖擊時，織物中的液體粘度迅速上升，使得織物本身也變得堅硬，從而保護人體免受外界沖擊的傷害。被稱為“液體裝甲”,3 柔性防護材料,,STF是一種新型膠體分散液的非牛頓流體，在一般穩(wěn)態(tài)狀況下，它呈現(xiàn)出具有一定黏度的流體性質(zhì)，而當剪切速率或

3、施加的外力增加時，其黏度也會隨之增加，表現(xiàn)出固體的抗沖擊行為。若將外力撤除，STF則又迅速轉(zhuǎn)換成其初始的液體狀態(tài)。許多懸浮液、乳膠、高分子-填料體系等分散體系在某些狀況下都會呈現(xiàn)出剪切增稠的特性，這一類分散體系又被叫做膨脹性流體。,4 剪切增稠液體(STF),何為剪切增稠液體？,4 剪切增稠機理,好難！?。。?我暈菜了,剪切增稠機理示意圖,“粒子簇”理論,在剪切作用或外力較小時,粒子間由于范德華力或氫鍵等作用力使得被破壞的空間結構迅速得

4、到恢復,因此體系的粘度不發(fā)生太大的變化(平衡狀態(tài));隨著外力的增大,當外力的作用強于粒子之間的作用,粒子間作用力無法修復被破壞的網(wǎng)絡時,體系的粘度呈現(xiàn)下降趨勢,粘度逐漸下降(變稀)的階段;當外部投入的力更大并達到某個臨界的情況時,粒子之間相互運動產(chǎn)生的摩擦加大形成了團聚的“粒子簇”,從而能夠?qū)雇饬Φ淖饔?這樣的情況就表現(xiàn)在體系的粘度發(fā)生增大(剪切增稠階段)。,這么多字??！ 本尊都瞌睡了,對于剪切增稠液體而言，剪切應力∑(Pa)與剪切速

5、率γ(1/s)之間對應的關系適用于以下的方程式：,其中，K表示的是稠度指數(shù)(Pa·sn),n則提供的是與剪切速率相關的流動形態(tài)的指數(shù)，粘度η(Pa·s)與剪切應力∑之間有以下的關系：,∑=K·γn,η= K·（γ）n-1,n的值可能存在三種情況： 對于剪切變稀液體，n 1,剪切增稠公式分析,這么多知識 啥時候是個頭 讓我吃個薯片壓壓驚,Kevlar纖維穿刺示意圖(a)原織物(b)ST

6、F-纖維,純Kevlar纖維在受到外力頂破時,只有纖維自身的微弱抵抗力來抵御外力,因而纖維很快被頂破,盡管其纖維本身與纖維之間有一定的摩擦力等,但強大的外力仍然能在短時間內(nèi)將織物頂破; 吸附了STF體系的Kevlar纖維,平衡狀下,STF體系的分散相粒子均勻地依附在纖維表面或是纖維之間,當受到外部沖擊的作用時,STF會發(fā)生剪切增稠作用，其黏度不斷提高,纖維之間的分散相粒子迅速集聚，纖維束之間的摩擦力也就隨之發(fā)生增大,纖維之間的

7、聯(lián)系更加緊密,從而導致纖維之間不容易發(fā)生相對滑移,刀具不易將纖維產(chǎn)生擠壓,刀具也需要更大的作用力才能將纖維刺穿。,我要瞪大眼睛 仔細看,STF的剪切增稠現(xiàn)象(a)慢速(b)快速,將玻璃棒放入體系中，輕輕攪拌并提起時，幾乎不能感受到任何阻力，體系如同液體般，當對玻璃棒施加外力用力猛戳體系，體系迅速變硬具備了固體特性，玻璃棒無法穿透STF體系，在體系表面形成一個小坑，當玻璃棒陷入體系中時，欲用力將玻璃棒拔出，但玻璃棒與流體之間的摩擦力瞬間變

8、大，要將手使勁握住燒杯才能將玻璃棒拔出。,5 STF的流變性,Kevalar織物完好處掃描圖片 (a) 原樣×40 (b)原樣×500 (c) 純×3000 (d) STF×40 (e) STF×500 (f) STF×3000,我可看著你們呢 好好聽課,6 應用實例,剪切增稠液制造“液體盔甲”,悶死寶寶了,波蘭研制的液體防彈衣剪切增稠液體,,剪切增稠液體的