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第1章 中国高分子科学的发展概况与趋势 1

1.1 历史的回顾 1

1.2 中国高分子科学研究的概况 3

1.2.1 一般概况 3

1.2.2 学科概况 3

1.2.3 学科特点 4

1.2.4 目前存在的问题 5

1.3 中国高分子化学的研究 6

1.4 中国高分子物理的研究 7

1.5 中国高分子工程的研究 8

1.6 中国功能高分子与新材料的研究 9

1.7 高分子科学发展趋势与展望 11

参考文献 12

第2章 聚合物成型原理及流变学 14

2.1 聚合物加工成型原理 14

2.2 聚合物熔体流变模型 15

2.2.1 各向异性聚合物链构象结构流变模型 17

2.2.2 指数定律流变模型 20

2.2.3 体积守恒流变模型 24

2.3 聚合物共混体系流变模型 24

2.3.1 聚合物/聚合物熔体共混过程动力学模型 24

2.3.2 聚合物共混体系静态凝聚理论 30

2.4 聚合物复杂流体的唯象定律 32

参考文献 34

第3章 聚合物在螺杆上的挤出过程 36

3.1 概述 36

3.1.1 挤出的特点 36

3.1.2 螺杆几何参数 37

3.1.3 挤出过程 37

3.1.4 研究领域--g函数群和f函数群 40

3.1.5 黑箱与可视化技术 40

3.1.6 挤出理论物理模型 44

3.2 固体输送理论 46

3.2.1 非塞流固体输送理论 46

3.2.2 塞流固体输送理论 50

3.3 熔融理论 56

3.3.1 熔融段第一区--上熔膜区 56

3.3.2 熔融段第二区--熔池区(Tadmor熔融理论) 56

3.3.3 熔融段第三区--5区模型 62

3.3.4 熔融段第四区--固相破碎理论 64

3.4 熔体输送理论--熔体输送区 68

3.4.1 基本方程及其简化 68

3.4.2 无限平行板模型详解 70

3.4.3 牛顿平行平板模型的修正 74

3.4.4 二维和三级流动模型分析 77

参考文献 80

第4章 聚合物在应力作用下的力化学反应 82

4.1 引言 82

4.2 高分子溶液力化学反应 83

4.2.1 高分子溶液的超声波辐照力化学反应 83

4.2.2 高速搅拌下聚合物溶液的力化学反应 89

4.3 高分子固态力化学反应 90

4.3.1 力化学降解 90

4.3.2 新型力化学反应设备 93

4.3.3 固相力化学聚合和共聚合反应 93

4.3.4 聚合物共混填充体系的力化学增容 96

4.4 高分子熔体力化学反应 97

4.4.1 聚合物熔体的力化学降解 97

4.4.2 聚合物共混体系熔体力化学增容 99

4.4.3 聚合物熔体力化学改性 100

参考文献 101

第5章 聚合物合金成型过程中的热力学行为 104

5.1 引言 104

5.2 Flory-Huggins理论 104

5.3 状态方程理论 105

5.3.1 Flory状态方程理论 105

5.3.2 格子流体理论 106

5.3.3 SAFT理论 107

5.4 近代物理方法在聚合物理论研究中的应用 107

5.4.1 标度与重整化群理论 108

5.4.2 密度泛函理论 108

5.4.3 格子集团理论 109

5.4.4 积分方程理论 109

5.5 结束语 110

参考文献 110

第6章 振动力场作用下聚合物熔体的流动行为 116

6.1 概述 116

6.2 聚合物加工过程中的熔体振动技术 116

6.2.1 聚合物熔体中引入振动力场的基本体系 116

6.2.2 聚合物熔体振动挤出技术 116

6.2.3 聚合物熔体振动注射技术 119

6.3 振动力场对熔体黏弹性的影响 121

6.3.1 小振幅振动剪切流场中的黏弹流体 121

6.3.2 振动力场对聚合物熔体黏性的影响 122

6.3.3 振动力场对聚合物熔体弹性的影响 125

6.3.4 振动力场作用下的熔体的本构方程描述 127

6.4 熔体振动对聚合物加工过程的影响 128

6.4.1 振动力场对熔体挤出加工过程的影响 128

6.4.2 振动力场对熔体注射加工过程的影响 129

6.5 结束语 130

参考文献 130

第7章 聚合物电磁动态塑化成型原理及技术 132

7.1 概述 132

7.1.1 挤出成型加工技术及挤出机的发展 132

7.1.2 注射成型技术及注射机的发展 134

7.2 聚合物塑化挤出新概念 135

7.2.1 挤出机直接电磁换能及结构集成化 135

7.2.2 聚合物动态塑化挤出过程概念 136

7.3 振动力场作用下聚合物塑化挤出成型原理 136

7.3.1 振动力场对固体物料输送段的影响 136

7.3.2 振动力场作用下聚合物熔融塑化 137

7.3.3 振动力场强化聚合物熔体输送挤出过程 137

7.4 塑料电磁动态塑化挤出机及其应用 139

7.4.1 结构及技术特点 139

7.4.2 主要技术特性试验结果 139

7.4.3 挤出制品特性研究 140

7.5 振动力场强化聚合物塑化注射成型技术 142

7.5.1 聚合物动态塑化注射成型概念 142

7.5.2 塑料电磁动态塑化注射机及其技术特征 143

7.5.3 振动场强化塑料注射成型制品的性能 144

参考文献 145

第8章 气辅注塑成型原理及技术 146

8.1 概述 146

8.2 气体辅助注塑成型原理 146

8.2.1 基本工艺过程 146

8.2.2 气体发生与控制设备 146

8.2.3 气体控制和注入技术 147

8.2.4 加工控制基本参数 148

8.3 计算机辅助工程(CAE)在气辅中应用 149

8.3.1 气辅注塑中CAE应用的意义 149

8.3.2 典型CAE软件的数学表达 150

8.3.3 CAE分析 150

8.4 气辅注塑成型应用 151

8.4.1 厚壁、偏壁及管棒状制件 151

8.4.2 平板状制件 151

8.4.3 产品缺陷诊断与排除 154

8.5 模具设计制造和产品设计准则 156

8.5.1模具设计与制造技术 156

8.5.2 产品设计准则 157

8.6 展望 160

参考文献 160

第9章 聚合物吹塑成型原理及技术 162

9.1 概述 162

9.2 中空吹塑成型原理 163

9.2.1 中空吹塑成型过程及原理 163

9.2.2 中空吹塑成型中的流变学问题 164

9.3 吹塑成型技术 170

9.3.1 吹塑成型的主要方法 170

9.3.2 吹塑成型的设备 171

9.3.3 吹塑成型模具 173

9.3.4 吹塑成型中的型坯壁厚控制 176

9.3.5 吹塑成型用聚合物的选择 178

9.4 吹塑成型的工业应用 179

9.5 展望吹塑成型 180

参考文献 180

第10章 反应加工 184

10.1 反应加工的基础知识 184

10.1.1 反应加工技术的形成背景 184

10.1.2 反应加工技术分类 186

10.2 反应挤出用于高分子改性 190

10.2.1 高分子可控降解的反应挤出 191

10.2.2 高聚物的接枝聚合反应 192

10.2.3 高分子合金 195

10.3 聚合反应挤出技术 200

10.3.1 聚合反应挤出技术实施的前提 200

10.3.2 缩合聚合反应 201

10.3.3 开环聚合反应 204

10.3.4 双键聚合反应 207

10.4 反应挤出聚合的控制原理 216

10.4.1 数学模拟 216

10.4.2 反应动力学模型 217

10.4.3 停留时间分布的模型 218

10.4.4 流动模型 219

10.4.5 黏度模型 220

10.4.6 传热模型 220

10.5 结束语 221

参考文献 222

第11章 聚合物的凝胶纺丝原理与技术 225

11.1 前言 225

11.1.1 凝胶纺丝技术的由来及基本特征 225

11.1.2 凝胶纺丝技术发展概况 226

11.2 凝胶纺丝的基本原理 229

11.2.1 纤维高强化的理论计算及理想结构模型 229

11.2.2 常规纤维结构与理想结构模型的差距 229

11.2.3 凝胶纺丝成品纤维结构及其形成的机理 231

11.3 凝胶纺丝用主要设备特征 236

11.3.1 双螺杆纺丝机的结构及作用 236

11.3.2 超倍拉伸机设计的基本原则 236

11.4 展望 237

参考文献 237

第12章 橡胶成型原理及技术 239

12.1 橡胶成型概况 239

12.1.1 橡胶成型 239

12.1.2 橡胶成型的发展趋势 239

12.2 橡胶与配合剂的混炼 241

12.2.1 橡胶在密炼机中的混炼状态 241

12.2.2 橡胶与固体粒子的混炼规律 243

12.2.3 橡胶与油料的混炼规律 245

12.2.4 密炼机橡胶混炼过程的功率控制 245

12.2.5 密炼机橡胶混炼过程功率曲线 247

12.3 混炼胶质量的预测与控制 251

12.3.1 混炼胶黏度的预测 252

12.3.2 混炼胶分散度的预测 258

12.3.3 混炼胶质量的控制 260

参考文献 261

第13章 聚合物成型过程中的形态控制技术 263

13.1 纤维增强复合材料的结构控制 263

13.1.1 剪切控制取向挤出成型 263

13.1.2 旋转挤出成型 263

13.1.3 扩管口模共挤出成型 264

13.1.4 剪切控制取向注射成型 265

13.2 用形态控制技术实现聚合物材料自增强 265

13.2.1 固相形变法 266

13.2.2 流体相加工方法 272

13.3 通过剪切作用下的液-液相分离控制共混物的形态 281

参考文献 284

第14章 聚合物复杂流体研究的数学方法 286

14.1 控制方程 286

14.2 本构方程 286

14.2.1 Oldroyd-B(OB)流体 287

14.2.2 Phan Thien-Tanner(PTT)流体 287

14.2.3 FENE、FENE-P和FENE-CR流体 287

14.3 聚合物流体流动问题的数值方法 289

14.3.1 有限差分方法 289

14.3.2 边界元方法 289

14.3.3 有限体积方法 289

14.3.4 有限元方法 290

14.4 Lagrange-Euler(LE)方法 292

14.4.1 流场内网格的剖分方法 295

14.4.2 LE核心算法 295

14.4.3 计算结果与实际流动问题的比较 298

参考文献 299

第15章 聚合物模压成型加工的计算模拟 301

15.1聚合物模压成型加工计算模拟的一般方法 301

15.2 聚合物模压成型过程的数学建模 302

15.2.1 流变学模型 302

15.2.2 化学流变学模型 303

15.2.3 反应动力学模型 304

15.2.4 脱气模型 305

15.2.5 压实模型 306

15.2.6 其他一些材料行为模型 307

15.3 有限元数值方法在模压成型加工模拟中的应用 307

15.4 纤维增强热塑性聚酰亚胺反应模压成型中脱气过程的模拟 310

15.4.1 缩聚脱气过程的数学建模 311

15.4.2 缩聚脱气模型的有限元求解 313

15.4.3 缩聚税气条件的优化 314

参考文献 316

作者通讯录 319