復(fù)雜流場(chǎng)下不相容聚合物共混體系相形態(tài)學(xué)與流變學(xué)研究.pdf

1、聚合物共混物的性能與相形態(tài)和共混組分的性能有著密切聯(lián)系，而相形態(tài)的變化依賴(lài)于加工條件的選擇。因此，研究流場(chǎng)對(duì)于相形態(tài)的作用，以及相形態(tài)對(duì)于共混產(chǎn)物機(jī)械力學(xué)性能的影響有助于了解“流場(chǎng)－結(jié)構(gòu)－性能”的內(nèi)在關(guān)系，從而指導(dǎo)實(shí)際的加工過(guò)程。 在本文研究了三種復(fù)雜流場(chǎng)下，不相容的聚合物共混體系的相形態(tài)和流變學(xué)行為的變化，并研究了由粘彈性基質(zhì)組成的不相容聚合物體系內(nèi)部各微相組成對(duì)于共混物剪切流場(chǎng)下瞬態(tài)力學(xué)性能的貢獻(xiàn)。 本文利用形態(tài)張量

2、來(lái)描述液滴的形狀，首次通過(guò)將平行疊加流場(chǎng)下的速度梯度引入MM 模型的方法，推導(dǎo)得到了適用于平行疊加場(chǎng)下的液滴形變和共混物流變性能的模型，并利用該模型準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)出粘度比改變對(duì)不相容的聚合物共混物的動(dòng)態(tài)模量的影響。 本文首次將觸變過(guò)程引入聚合物共混物的研究中，并深入的探討了觸變過(guò)程的時(shí)間及剪切速率大小對(duì)觸變環(huán)的形成和形狀的影響。研究發(fā)現(xiàn)觸變環(huán)的形成依賴(lài)于液滴的破裂和凝聚，以及相形態(tài)的變化對(duì)于流場(chǎng)作用的滯后兩個(gè)條件。此外，本文在傳統(tǒng)的

3、觸變流場(chǎng)上添加了變化相同，方向相反的流動(dòng)過(guò)程，并探討了在該流場(chǎng)下的瞬態(tài)流變學(xué)行為的變化和相形態(tài)的改變。討論中運(yùn)用了涵蓋液滴形變，破裂，凝聚過(guò)程的最新的形態(tài)張量模型－YZ 模型。研究中首次指出，在方向和剪切速率均隨時(shí)間變化的剪切流場(chǎng)中，如果剪切時(shí)間遠(yuǎn)短于破裂過(guò)程所需要的時(shí)間，液滴的破裂主要發(fā)生在松弛階段，此時(shí)液滴大小的改變主要取決于整個(gè)過(guò)程的應(yīng)變變化，而當(dāng)剪切時(shí)間長(zhǎng)于液滴破裂時(shí)間，液滴破裂主要發(fā)生在剪切階段，此時(shí)的液滴大小的改變則主要依賴(lài)

4、于剪切過(guò)程的選擇。 本文還利用YB 模型預(yù)測(cè)了大振幅振蕩下液滴形態(tài)變化，結(jié)果與Guido 等人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果及利用MM 模型擬合結(jié)果，以及Y. Renardy 的數(shù)值計(jì)算結(jié)果對(duì)比，具有不需要對(duì)實(shí)驗(yàn)條件做任何校正，且與實(shí)驗(yàn)結(jié)果更加接近的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，首次提出了峰高比加和法和峰面積比加和法兩種評(píng)估非線性的方法。此外，本文討論了粘彈性基質(zhì)組成的不相容共混物中的連續(xù)相，分散相組分的粘彈性，及界面的粘彈性對(duì)共混物瞬態(tài)力學(xué)性能的貢獻(xiàn)。重點(diǎn)討論了分