热流变性的定义及原理

2023年12月22日发(作者：冰核)

热流变性的定义及原理

热流变性（Thermo-rheology）是指物质在受到热能输入时，其流变性能发生变化的现象。流变性是指物质在受到外力作用时的变形特性，包括黏度、流变应力等。热流变性研究的是热力学对流变性的影响，即温度对物质流变性质的影响。

热流变性的原理主要基于以下几个方面：

1. 温度对物质内部结构的影响：温度变化会影响物质内部分子结构的稳定性与运动情况。在高温下，分子内部的束缚力减弱，势能增加，分子间的相互作用力减小，分子易于发生位移和滑动，因而流变性更好。而在低温下，分子内部束缚力增强，势能减小，分子之间间距变小，流动速度减慢，流变性变差。

2. 温度对分子运动能量的影响：温度升高会增加物质中分子的热动能，使分子运动更加活跃。分子的热运动力量破坏了分子之间的结构，使其变得流变性更好。相反，低温下分子热动能减小，分子的运动活跃度也减弱，造成物质的流变性变差。

3. 温度对粘度的影响：粘度是测量物质抵抗流动的特性，与物质内部的粘滞阻力有关。当温度升高时，粘度一般会降低，物质更加容易流动。这是因为温度升高使分子热运动加快，分子间作用减弱，流动阻力减小，从而降低了粘度。

在研究过程中，可以通过热流变学测试仪器来获取物质在不同温度条件下的流变

性能。常见的测试方法包括旋转粘度法、剪切流变法、脉冲流变法等。旋转粘度法是通过测量液体在外旋转力下的粘度变化来研究物质的流变特性。剪切流变法是通过施加恒定剪切力来研究物质的流变特性。脉冲流变法是利用脉冲力对物质进行研究。

在应用方面，热流变性的研究可以用于各种材料的开发和改良。例如，塑料材料的热流变性研究可以帮助优化产品的加工工艺和使用性能。涂料的热流变性研究可以改进其施工性能和涂膜效果。食品工业中的热流变性研究可以提高食品质量和保持期。

总之，热流变性是指物质在受到热能输入时，其流变性能发生变化的现象。研究热流变性的原理主要包括温度对物质内部结构的影响、温度对分子运动能量的影响以及温度对粘度的影响。热流变性研究对于材料开发和改良具有重要意义。