流變學中剪切應力與剪切應變的關系

剪應力是應力的一種，定義為單位面積上所承受的剪力，且力的方向與受力面的法線方向正交。剪切應變是指物體受力產生變形時，體內各點處變形程度一般并不相同，用以描述一點處變形的程度的力學量是該點的應變。簡單講就是兩個相互垂直的面在受力變形后以弧度表示的夾角的改變量。應變的原因是應力，應力的結果是應變。

粘度的定義：

黏度也可以稱為粘度，是指流體對流動所表現的阻力。當流體 (氣體或液體) 流動時， 一部分在另一部分上面流動時， 就受到阻力， 這是流體的內摩擦力。要使流體流動就需在流體流動方向上加一切線力以對抗阻力作用。黏度系數 (簡稱黏度)η的物理意義是：在相距單位距離的兩液層中， 使單位面積液層維持單位速度差所需的切線力。

對于簡單流體，在層流情況下推力與推動速度成正比，其中的比例因子η稱為黏度系數（粘度）

粘度概念最初來自牛頓對簡單流體的研究，后來轉變為一種定義，即不管實際流體是否呈現如上正比關系，在一定的剪切速率下，將剪切應力與剪切速率的比值定義為該剪切速率下的表觀剪切粘度，簡稱粘度

粘度的測量：

通常將流體夾于上海保圣RH-30流變儀一動板與一靜板之間，動板以可控速率旋轉，測量轉動所需的力，由此計算粘度。

在一定的溫度下，粘度是剪切速率的函數。大多數實際流體表現為非牛頓性質（以剪切變稀較為常見），包含某些速率范圍內的牛頓區。

牛頓流體：任一點上的剪應力都同剪切變形速率呈線性函數關系的流體稱為牛頓流體。自然界中許多流體是牛頓流體。水、酒精等大多數純液體、輕質油、低分子化合物溶液以及低速流動的氣體等均為牛頓流體。這些體系微觀上以小分子的高速無規則運動為主，以常規的剪切速率很難觀察到分子取向有序化而降低剪切應力的作用。而大分子/顆粒/膠粒/乳濁液滴等較大尺度的運動單元所占比例甚低，不起主導作用。

剪切變稀：剪切變稀也稱為切力變稀，是在加工高聚物熔體、高聚物流體等假塑性流體的過程中，表觀粘度隨著切應力的增加而減小的現象。高分子在流動時各液層間總存在一定的速度梯度，細而長的大分子若同時穿過幾個流速不等的液層時，同一個大分子的各個部分就要以不同速度前進，這種情況顯然是不能持久的。因此，在流動時，每個長鏈分子總是力圖使自己全部進入同流速的流層。不同流速液層的平行分布就導致了大分子在流動方向上的取向。這種現象猶如河流中隨同流水一起流動的繩子（細而長）一樣，它們總是自然地順著水流方向縱向排列的，聚合物在流動過程中隨剪切速率或剪切應力的增加，由于分子的取向使黏度降低。常見體系包括乳液、懸浮液、大分子溶液、膠體、以及高分子熔體。

剪切速率越大 ，微觀單元沿剪切方向的取向度越大，對于層流，層間“糾纏"減少，流動阻力下降。

剪切增稠：體系粘度隨著剪切速率或剪切應力的增加展現出個數量級增加的非牛頓流體行為。這類懸浮液往往在低剪切速率和應力下首先表現為剪切變稀。當應力或速率超出臨界值時，有組織的流動狀態被打亂，顆粒運動互相阻礙或形成團聚體，粘度明顯增大，甚至出現類似固體的彈性相應。剪切增稠現象常見于高濃度的納米或微米級顆粒和牛頓流體組成的懸浮體系中。但是，當改變剪切條件時，這種濃懸浮液同樣可以表現出剪切變稀、牛頓等流變行為。

流變學測量是觀察高分子材料內部結構的窗口，通過高分子材料，諸如塑料、橡膠、樹脂中不同尺度分子鏈的響應，上海保圣RH-30流變儀可以表征高分子材料的分子量和分子量分布，能快速、簡便、有效地進行原材料、中間產品和最終產品的質量檢測和質量控制。流變測量在高聚物的分子量、分子量分布、支化度與加工性能之間構架了一座橋梁，所以它提供了一種直接的聯系，幫助用戶進行原料檢驗、加工工藝設計和預測產品性能。