剪切速度

流体的流动速度相对圆流道半径的变化速度—剪切速度，其也可以称之为剪切速率，主要和流体的温度、粘度以及流体的类型有一定的关系，其中流体可以分为牛顿型流体和非牛顿型流体两大类。

相关概念剪切速率当顶板在力F的作用下以切线方向移动时(图1)，由于内聚力的作用，其下层的液层随之移动，然后一层接一层地，第二层拉拽第三层，第三层拉拽第四层，依次类推。这一接力赛式动作，最后传递到固定底板。则剪切速率

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剪切应力作用于物体单位面积切线方向上的力，称为剪切应力，其符号为τ。作为流变模型，可将液体看作多层极薄液层堆积而成的长方体。它们充满于两块平形板之间，其底板固定不动，而其他各层是能移动的。1

黏度剪切应力与剪切速率之比，称为绝对黏度。其符号为η，是流体流动阻力的量度。

η=剪切应力/剪切速率

黏度在流变学上占有重要地位，它往往随着温度、剪切应力、剪切速率、剪切历程等的变化而变化，流变学上使用曲线表示其关系。1

剪切速度曲线一个液体的剪切应力和剪切速率之间的关系，决定了其流动行为。以剪切应力为纵坐标，剪切速率为横坐标的曲线图，称为流动特性曲线图。以绝对黏度为纵坐标，剪切速率为横坐标的曲线图，称为黏度特性曲线图。 液体的流动(黏度)特性曲线，可分为牛顿型和非牛顿型两大类。1

牛顿型流体一种液体，在一定温度下具有一定的黏度，在剪切速率变化时，黏度保持恒定，称为牛顿型液体。许多涂料原料如水、溶剂、矿物油和低分子量树脂溶液都是这种液体，然而涂料成品却大都是非牛顿型的。牛顿型液体的流动和黏度特性曲线如图2所示。1

非牛顿型流体当一个液体的黏度随着剪切速度的变化而变化时，就称为非牛顿型液体。其中黏度随着剪切速率的增加而降低的液体，称为假塑性液体。反之，黏度随着剪切速率的增加而上升的液体，称为膨胀型液体（如图3所示）。1

影响具有非牛顿行为的聚合物熔体，其黏度随剪切速率的增加而下降。高剪切速率下的熔体黏度比低剪切速率下的黏度小几个数量级。不同聚合物熔体在流动过程中，随剪切速率的增加，其黏度下降的程度是不相同的。如图4所示，在低剪切速率下，低密度聚乙烯和聚苯乙烯的黏度大于聚砜和聚碳酸酯；但在高剪切速率下，低密度聚乙烯和聚苯乙烯的黏度小于聚砜和聚碳酸酯。

从熔体黏度对剪切速率的依赖性来说，不同塑料的敏感性存在明显区别。敏感性较明显的有LDPE、PP、PS、HIPS、ABS、PMMA和POM；而HDPE、PSF、PAl010和PBT的敏感性一般；PA6、PA66和PC为最不敏感。对于剪切速率敏感性大的塑料，可采用提高剪切速率的方法使其黏度下降，有利于注射成型的充模过程。2

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张静 - 副教授 - 西南大学