梯度温度场下异戊二烯橡胶共混物剪切流变可视化研究

　　

高分子材料在成型加工过程中的流变行为对制品质量和性能起着决定性作用。传统旋转流变仪难以捕捉复杂流场中的局部不均匀现象，且以往多数研究在均匀温度场中开展，与实际加工存在偏差。本研究运用自制大扭矩旋转流变仪联用粒子图像测速(PIV)技术，对不同温度梯度下异戊二烯橡胶共混物的剪切流场进行可视化研究。实验结果表明：在均匀温度场中，随着剪切速率增加，样品会出现轻微壁面滑移；施加温度梯度时，样品上下部分因温度差异导致黏度不同，进而使上下部分剪切速率变化率不同，上部出现了速度变化率更低的限制层，限制层能限制的样品随剪切速率增加而减少。随着剪切速率增大，壁面滑移现象加剧，当剪切速率达到 5 s-¹ 时，滑移进一步增强，下部样品剪切速率变化率减小至与无温度梯度时相近。本研究揭示了非等温条件下壁面滑移、内部速度场变化及冻结层演化的内在规律，为高分子材料加工工艺的优化提供了重要的实验依据。

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