1、第四節第四節 粘彈性粘彈性1.1.麥克斯韋粘彈性麥克斯韋粘彈性(Maxwell)(Maxwell)2.2.開爾芬開爾芬- -沃格特模型沃格特模型(Kelvin-Voigt)(Kelvin-Voigt)3.3.多要素模型多要素模型4.4.時間時間- -溫度換算定律溫度換算定律5.5.動態粘彈性動態粘彈性6.6.非線性粘彈性非線性粘彈性7.7.破斷特性破斷特性8.8.粘彈性測定儀器粘彈性測定儀器9. 9. 幾種食品的流變特性幾種食品的流變特性第1頁/共38頁第四節第四節 粘彈性粘彈性1.1. 麥克斯韋粘彈性麥克斯韋粘彈性(Maxwell)(Maxwell)第2頁/共38頁第3頁/共38頁麥克斯韋粘

2、彈性麥克斯韋粘彈性: :直列模型直列模型直列模型機理：直列模型機理： 彈性位能隨時間增長帶動彈性位能隨時間增長帶動第4頁/共38頁m m m m 時的變形是初期應力的時的變形是初期應力的1/e(1/2.71825)1/e(1/2.71825)第5頁/共38頁2.2. 開爾芬開爾芬- -沃格特模型沃格特模型( Kelvin-Voigt)( Kelvin-Voigt)vv v v v 是應變達到最終應變是應變達到最終應變(1- 1/e)(1- 1/e)時時所需經過的時間所需經過的時間第6頁/共38頁第7頁/共38頁v2.718252.71825第8頁/共38頁四要素模型等效圖四要素模型等效圖第9頁

3、/共38頁第10頁/共38頁廣義廣義麥克斯韋模型麥克斯韋模型mi mi mimimi n第11頁/共38頁1mi 第12頁/共38頁mi m)mm E( m)：松弛時間分布函數：松弛時間分布函數 E E( ( m m) ) d d m m ：松弛時間曲線，：松弛時間曲線，mimi和和mi mi + + m m間各松弛時間所對應間各松弛時間所對應E E的和的和占模型全體占模型全體E E的百分比。的百分比。m)m m )第13頁/共38頁第14頁/共38頁應力松弛測定結果應力松弛測定結果第15頁/共38頁廣義沃格特模型廣義沃格特模型vi vi vivi蠕變柔量蠕變柔量 J ( t ) = e /

4、J ( t ) = vi J ( t ) = v v vv v v 第16頁/共38頁A: 玻璃化領域玻璃化領域B: 玻璃化轉移玻璃化轉移C: 橡膠狀態橡膠狀態D: 流動性橡膠狀流動性橡膠狀E: 流動狀態流動狀態第17頁/共38頁第18頁/共38頁 聚甲基丙烯酸甲酯（聚甲基丙烯酸甲酯（PMMAPMMA）溫度變化影響）溫度變化影響 Log TLog T /T/T0 0 0 0 = log T/T = log T/T0 0 = log373/298 = log1.2 = log373/298 = log1.2 0 0第19頁/共38頁第20頁/共38頁有機低分子溶液有機低分子溶液：葡萄糖；葡萄糖；

5、：甘油；甘油；：丙基酒精；丙基酒精；：松香酸；松香酸；：丙烯二醇丙烯二醇第21頁/共38頁第22頁/共38頁第23頁/共38頁第24頁/共38頁5. 5. 動態粘彈性動態粘彈性靜態測定靜態測定: : 簡便、直觀簡便、直觀 缺點缺點 1)1)粘性突出物質粘性突出物質( (易流動易流動) ) 2) 2)彈性突出物質彈性突出物質 3)3)線形變化范圍線形變化范圍動態測定動態測定（流態物質）：正弦波、共振、脈沖振動式（流態物質）：正弦波、共振、脈沖振動式第25頁/共38頁基本公式基本公式: e = e: e = e0 0sin(sin( t-t- ) P = P) P = P0 0sin(sin( t

6、+t+ ) ) P = PP = P0 0exp(iexp(i t) = Pt) = P0 0cos(cos( t)+iPt)+iP0 0sin(sin( t t) ) e = ee = e0 0sin(sin( t-t- ) = e) = e0 0cos(cos( t)+iet)+ie0 0sin(sin( t t) ) E E* * = E = E + iE + iE” (G (G* * = G = G + iG + iG”) ) * * = = - i - i ”第26頁/共38頁應用：應用：小振幅、小振幅、 低頻率振動低頻率振動（P P 、 e e 、頻率）、頻率） 1 1）內部結構）

7、內部結構 2 2）凝膠點測定）凝膠點測定 3 3）玻璃化轉變溫度）玻璃化轉變溫度 4 4）感官感受性）感官感受性體系的復合模量與振蕩應變的關系體系的復合模量與振蕩應變的關系 卡拉膠與魔芋膠在冷卻和加熱過程中卡拉膠與魔芋膠在冷卻和加熱過程中G G和和G G的變化的變化 為為G G；為；為G G第27頁/共38頁6. 6. 非線性粘彈性非線性粘彈性Weisson berg Weisson berg 韋森伯格現象韋森伯格現象Sigma Sigma 現象現象Barus effect第28頁/共38頁7. 7. 破斷特性破斷特性脆性破壞：瞬時破碎特性脆性破壞：瞬時破碎特性延性破壞：變形后破壞特性延性破壞：變形后破壞特性第29頁/共38頁第30頁/共38頁 第31頁/共38頁玻璃狀態轉折玻璃狀態轉折分子運動容易度分子運動容易度溫度下降快慢溫度下降快慢固定位置固定位置回轉方向回轉方向時間時間第32頁/共38頁玻璃化狀態玻璃化狀態玻璃化玻璃化、溶解溶解玻璃化玻璃化、結晶結晶、溶解溶解第33頁/共38頁第34頁/共38頁8.8.食品質地的儀器測定食品質地的儀器測定1 1、變形、破壞類型：、變形、破壞類型：壓縮、剪斷、切入（刀片、鋼絲）、插入（針入壓縮、剪斷、切入（刀片、鋼絲）、插入（針入度儀）、攪拌、拉伸、剪壓度儀）、攪拌、拉伸、剪壓7 7類類第35頁/共38頁2 2、測定儀器、測定儀器（