北大考研物化流变学基础.pdf

基本要求 ⚫ （一）掌握流变学的基本概念 ⚫ （二）熟悉流变学在药剂学中的应用、牛 顿流动和非 流动 ⚫ （三）了解流体的触变流动性和粘弹性、 制剂流变性的评价方法 流变学出现在20世纪20年代。学者们在研究橡胶、 塑料、油漆、玻璃、混凝土，以及金属等工业材料； 岩石、土、石油、矿物等地质材料；以及血液、肌肉 骨骼等生物材料的性质过程中，发现使用古典弹性理 论、塑性理论和 流体理论已不能说明这些材料的 复杂特性，于是就产生了流变学的思想。英国物理学 家 和开尔文很早就认识到材料的变化与时间 存在紧密联系的时间效应。 经过长期探索，人们终于得知，一切材料都具有时间 效应，于是出现了流变学，并在20世纪30年代后得到蓬 勃发展。1929年， 在Bingham教授的倡议下，创建 流变学会；1939年，荷兰 成立了以 教 授为首的流变学小组；1940年英国出现了流变学家学会。 当时，荷兰的工作处于领先地位，1948年国际流变学会 议就是在荷兰举行的。法国、 、瑞典、澳大利亚、 奥地利、捷克斯洛伐克、意大利、比利时等国也先后成 立了流变学会。 第一节 概述 一、流变学的基本概念 流变学(rheology)指研究物体变形和流动的科学 流变性：物体在外力作用下表现出来的变形性 和流动性。 弹性变形 （elastic deformation) ：可逆变形 塑性变形( stic deformation) ：非可逆变形 第一节 概述 ➢流变学的研究范围 ➢• 橡胶条的拉伸与压缩，轮胎橡胶接触面的回复 ➢• 化妆品在皮肤上的涂抹及感觉，牙膏的挤出特性及在 牙刷上的稳定性 ➢• 模具内部塑料热熔体的流动 ➢• 涂料在墙面上的垂挂性 ➢• 番茄酱的倾倒和稳定，乳制品的特性 ➢• 熔体纤维纺丝 ➢• 涂料的涂装，喷塑还是涂刷 ➢• 胶粘剂的粘合 ➢• 甚至山脉的流动 ! 层流、过渡流及湍流 流体的流动类型， 首先由雷诺 (Reynolds)用实验 进行了观察。喇叭 状的玻璃管浸没在 透明的水槽内，管 出口有调节水流量 用的阀门，水槽上 方的小瓶内充有 有色液体,实验时，有色液体从瓶中流出，经喇叭 口中心处的针状细管流入管内。从有色流体的流 动情况可以观察到管内水流中质点的运动情况. （二）剪切应力与剪切速度 力 粘度(viscosity):它表示物质 在流动时内摩擦力的大小 为使液层能维持一定的速度流动,必须施加一个 与阻力相等的反方向力,在单位液层面积上所施 加的这种力称为剪切应力S(shearing ):