第十四章流变学基础.ppt

第一页，共二十五页，2022年，8月28日 本章主要内容： 一、流变学的基本概念 二、流变性质（流体类型、流变曲线及其特点） 三、蠕变性质的测定方法 四、流变学在药剂学中的应用 第二页，共二十五页，2022年，8月28日 第十四章:流变学（rheology）基础 第一节 概述 物体在外力作用下所表现出的 变形与流动称为流变性 流变性 第三页，共二十五页，2022年，8月28日 （一）研究内容 第十四章:流变学基础 1.变形：弹性变形：可逆变形 塑性变形：非可逆变形 2.流动：液体和气体的性质之一 第四页，共二十五页，2022年，8月28日 * 液体受应力作用变形，即流动，是不可逆过程。 粘性(viscosity)是液体内部所在的阻碍液体流动的摩擦力，称内摩擦。 D为剪切速度(rate of shear), 各液层的速度不同而产生的速度梯度 D=dv/dy 剪切应力（S）：使液层产生相对运动需施加外力，在单位面积上所需施加的这种力称剪切应力。 （二）剪切速度与剪切应力 第五页，共二十五页，2022年，8月28日 第六页，共二十五页，2022年，8月28日 第十四章:流变学基础 1 牛 顿 流 动 2 非 牛 顿 流 动 1) 塑 性 流 动 2) 假 塑 性 流 动 3) 胀 性 流 动 3 触 变 流 动 第二节 流变性质 分类 第七页，共二十五页，2022年，8月28日 A-牛顿流体； B-塑性流体； C-假塑性流体；D-胀性流体； E-触变性流体. 第八页，共二十五页，2022年，8月28日 第十四章:流变学基础 一、牛顿流动 牛顿黏度定律：在层流条件下的剪切应力与剪切速度成正比 流动方程：D=S/η 特点：1.它的切变速度与剪切应力之间是通过原点的直线关系； 2.斜率为1/η，所以温度一定时，其黏度η是一个常数， 与D 无关，即黏度只是温度的函数(反比)。 第九页，共二十五页，2022年，8月28日 第十四章:流变学基础 大多数液体不是牛顿流动。切变速度与切变应力之间不是通过原点的直线关系，温度一定时黏度不是常数。非牛顿液体按流动曲线性质不同，分为三种。 黏度曲线(viscosity curve)或流动曲线(flow curve):把切变速度D随剪切应力S而变化的规律绘制成的曲线。 流动方程式(rheological equation):表示流动曲线形状的数学关系式。 二、 非牛顿流动 第十页，共二十五页，2022年，8月28日 1.塑性流动（plastic flow） 1)曲线不经过原点； 2)在横轴剪切应力S轴上有一交点(S1)； 3)存在屈服值（S0，引起塑性液体流动的最低剪切应力） 当剪切应力小于屈服值时液体在剪切应力作用下不流动,而表现为弹性变形; 当剪切应力大于屈服值时液体开始流动，而发生塑性变形，此时D与S呈直线关系，η为定值； 4)其流动公式为D=(S－S0)/ η· 二、非牛顿流动 第十一页，共二十五页，2022年，8月28日 * 塑性流体的结构变化示意图 第十二页，共二十五页，2022年，8月28日 2.假塑性流动（pseudoplastic flow） 1)随剪切应力的增大，η下降； 2)曲线通过原点为准塑性流动； 3)其流动公式为D=Sn/ ηa n是指数， n1,它越大非牛顿性越大 ηa ：表观黏度 4)原因：随S增大，分子长轴按流动方向有序排列· 二、非牛顿流动 第十三页，共二十五页，2022年，8月28日 假塑性流体的结构变化示意图 第十四页，共二十五页，2022年，8月28日 3.胀性流动： 1)曲线通过原点； 2)随S增大，η增大。有切变稠化现象，所以剪切应力大流动性差； 3)其流动公式为D=Sn/ ηa 其中n＜1; 4)原因·· 二、非牛顿流动 第十五页，共二十五页，2022年，8月28日 胀性流体的结构变化示意图 第十六页，共二十五页，2022年，8月28日 触变流动： 1)随着剪切应力变大，黏度下降，剪切应力消除后黏度在等温条件下缓慢地恢复到原来状态，此现象称为触变性； 2)曲线为环状滞后曲线（施加应力使流体产生流动，流体的黏度下降，流动性增加，而停止流动时，并不因应力的减少而立即恢复原状，而是存在一定的时间差）· 3)原因：···· 三、触变流动 第十七页，共二十五页，2022年，8月28日 第十八页，共二十五页，