水性压敏胶粘弹性的Maxwell流变学模型（一）

水性压敏胶粘弹性的Maxwell流变学模型（一）

为了研究水性压敏胶高聚物的粘弹性行为，科学家们提出了许多流变学模型。其中Voigl模型和Maxwell模型可以最简单而形象的描述高聚物的粘弹性，这里介绍Maxwell流变学模型，该模型由一个弹性模量为G的弹簧（线性弹性固体）和一个里面充满粘度为n的液体的粘壶（线性牛顿流体）两个部分串联在一起组成。在外应力F的作用下，弹簧发生弹性变化，粘壶也发生形变r2（即粘性流动）。根据胡克定律，弹簧的形变r1为：

r1=F/G

按牛顿定律，粘壶的形变速度为：

dr2/dt=F/n

而总的形变为：

r=r1+r2

代入即得：

dr/dt=dr1/dt+dr2/dt=1/G*dF/dt+F/n

这就是便是作用于粘弹性体的外应力和所发生的形变之间相互关系的Maxwell基本方程式。

　　通过以上的计算可知，第一项弹性形变的速度与外应力的作用速度dF/dt有关，而第二项粘性流动的速度与外应力的作用速度无关。当粘弹性体收到外应力快速作用时dF/dt值很大，使第一项的数值大大超过第二项，即弹簧的弹性形变起主要作用。此时的粘弹性体表现出近似于弹性体的性质。相反，当外应力的作用十分缓慢时，dF/dt值很小，因而使第二项，即粘壶的粘性流动对总形变产生主要影响。此时的粘弹性体就表现为近似于粘性流体的性质。

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