流变测量的重要性及应用场景

通过前面章节的学习得知，流体阻碍流体流动不可逆位置变化的阻力叫黏度。当剪切应力引起微团变形时，固体和流体产生完全不同的响应。为了研究物质的流变性质和黏度，产生了各种测试仪器。用于测试固体、半流体或流体黏弹性质的仪器称为流变仪，而仅限于测定流体黏性流动行为的仪器称为黏度计。

本书介绍流变仪和黏度计测量聚合物固体、熔体和流体的黏度的方法，不涉及气体黏度的测定。本小节介绍流变测量的意义，包括流变测量的目的、流变测量学的任务两部分。

(1)流变测量的目的

聚合物材料流变测量的目的大致分3个方面。

① 物料流变性能的表征。这是最基本的流变测量任务。通过测量掌握物料的流变性质与体系的组分、结构与测试工艺条件间的关系，为材料设计、配方设计、工艺设计提供基础数据，控制和达到期望的加工流动性，保证最终制品的主要物理力学性能和外观质量。

② 工程流变学研究和设计。借助于聚合物材料流变性能的测量，确立描述物性的本构方程，数值研究聚合物工程设备和模具流道的速度场、温度场、剪切应力场和剪切速率场等，优化加工工艺条件，研究极限流动条件与工艺过程的关系，为实现工程最优化，为设备和模具CAD设计提供可靠的定量依据，优化设备的设计。

③ 检验和指导流变本构方程理论的发展。这是流变测量的最高级任务。这种流变测量必须是科学的，经得起验证的。通过科学的流变测量，研究材料真实的黏弹性变化规律与材料结构参数的内在联系，由此检验本构方程的优劣，指导本构方程理论的发展。(www.xing528.com)

(2)流变测量学的任务

从流变测量的目的出发，流变测量学必须担当理论研究和实验技术的两项任务。

① 理论研究。在各种边界条件下，建立可测量的物理量与不能直接测量的物理量之间的恰当关系。可测量的物理量是压力、扭矩、转速、频率、线速度、流量、温度等；不能直接测量的物理量——描写材料流变性质，包括应力、应变、应变速率、黏度、模量、法向应力差系数等。分析研究各种流变测量实验技术的基本原理和测试计算方法，估算流变测量的误差，编制流变仪配套的计算软件。

② 实验技术。测试技术测量跨越几个乃至十几个数量级很宽的黏弹性变化范围。针对从稀溶液到熔体等不同聚合物状态体系的黏弹性测量，使测量的值尽可能准确地反映聚合物体系真实的流变特性和工程的实际工艺条件。

这两项任务都相当艰巨，流变测量学的创新和发展是现任和未来科技工作者的重要任务之一。