高聚物流变学及其在加工中的应用PDF电子书下载

第一篇 高聚物流变学理论基础 2

第一章 高聚物流变性能的一般特征 2

第一节 高聚物粘流态表征及某些特征 2

一、高聚物流动性的表征方法 3

二、粘流态特征 7

第二节 流变类型 25

一、自然界流变类型的概述 25

二、高聚物流变的主要类型 29

三、高聚物流变普适曲线的描述 40

第三节 影响流变性能的各种因素 44

一、分子量的影响 45

二、支化度的影响 49

三、温度的影响 50

四、分子量分布的影响 56

五、静压力的影响 57

六、流变物组成的影响 58

参考文献 61

本章符号说明 62

第二章 高聚物流变学数学基础 63

第一节 向量 63

一、向量的表示 63

二、向量运算的基本法则 69

三、向量的微分算符 75

四、向量的积分表示法 78

第二节 矩阵 79

一、行列式与联立方程 79

二、矩阵的表示法 85

三、矩阵的某些性质和特殊矩阵 86

四、逆矩阵的求法 90

五、坐标变换与矩阵关系 92

第三节 张量 102

一、张量的六大性质 103

二、两种基向量（基矢）和三种度量张量的表示方法 119

三、在三维欧氏空间中度量张量的实例 132

四、向量和张量的微分 137

五、梯度、散度、旋度的张量表达式 147

六、各种算符的坐标变换 151

参考文献 168

本章符号说明 169

第三章 应力、应变及应变速率之间关系 171

一、控制元概念 172

第一节 应力平衡方程和应力不变值 172

二、第二种控制元的应力平衡微分方程 175

三、第三种控制元的应力平衡及不变量 177

第二节 应变平衡方程和应变不变值 181

第三节 位移——应变——形变关系的Reiner方程 186

一、用图解法得Reiner方程 186

二、Reiner方程的对称形式 189

第四节 应力——应变——应变速率之间关系 195

一、流变状态方程的物理意义 195

二、应力——应变状态方程式 196

三、应力——应变速率的流变状态方程式 206

四、可压缩性流动过程的流变状态方程式 213

第五节 流变力学模型理论 214

一、流变模型的实验根据 214

二、简易流变力学模型 216

三、二元动态模型的数学表达式 224

四、高聚物的多元粘弹流变模型 228

五、松弛时间谱与材料函数关系 236

六、影响流变松弛时间谱的各种因素 240

第六节 流变体的时间一温度等效原理 243

一、实验考察 244

二、指定温度的叠合曲线 245

三、WLF方程的考察 246

四、实验数据的处理方法 249

五、影响“四区”粘弹性的各种因素 251

第七节 流变体的Boltzmann叠加原理 257

第八节 流变体的力学损耗 260

第九节 流变力学状态方程式的三种类型 269

一、三种形式的流变状态方程式 269

二、张量导数型流变状态方程的实例 271

三、因果型流变状态方程 277

参考文献 279

本章符号说明 280

第四章 流变学基础方程式 282

第一节 流动场的连续方程 282

一、连续方程的推导 282

二、连续方程的向量表示法 285

三、连续方程的物理意义 287

第二节 Navier—Stokes运动方程 288

一、动量衡算 288

二、应力分布 291

二、运动守恒方程的分量表示法 292

第三节 流动场的能量守恒方程 294

一、预备知识 294

二、流动场能量守恒方程的推导 297

第四节 流变状态（本构）方程及基本性质 308

一、本构方程的必要性 308

二、物料的分类和Deborah数 310

三、有限形变 312

四、本构方程的性质 315

第五节 本构方程的模型理论简介 320

一、纯粘性流体本构方程 320

二、粘弹性流体本构方程 324

第六节 流变学基础方程的坐标变换 335

一、流变场守恒方程的坐标变换 335

二、流变状态方程的坐标变换 341

第七节 流变学基础方程的某些应用 346

一、双平板之间流变过程的分析 346

二、圆柱管中流变过程的分析 349

三、高分子熔体（包括浓溶液）粘度的测定 360

参考文献 372

本章符号说明 375

第二篇 高聚物熔体流变行为的分析 378

第五章 熔融高聚物通过圆形口模和缝模的流动 378

第一节 导言 378

一、研究的意义 378

二、圆形口模和缝模三个区的特点及压力分布概况 379

第二节 入口区的流动 381

一、入口压力降及其流变学本质 381

三、速度分布 408

第三节 全展流区的流动 414

一、圆形口模中的流动 414

二、用毛细管流变仪测定粘度的原理与方法 420

三、缝模中的流动 429

第四节 出口区的流动 439

一、挤出物胀大行为及其流变学本质 439

二、出口压力及其流变学本质 448

三、出口压力与法向应力差的关系 454

参考文献 468

第六章 两极聚合物体系的流变行为 470

第一节 填充素合物的流变行为 471

一、炭黑基本性质简介 471

二、填充聚合物的屈服现象 476

三、填充聚合物的粘性 477

四、填充聚合物的弹性 483

一、粘弹性实验研究结果 490

第二节 两相聚合物共混体的一些流变行为 490

二、粘弹性的唯象论解释 498

参考文献 501

第七章 高聚物熔体破裂 503

第一节 流变曲线与压力、流速振荡 505

第二节 各种因素对熔体破裂的影响 508

一、口型表状的影响 508

二、温度的影响 510

三、分子量、分子量分布及支化程度的影响 512

四、添加物的影响 515

第三节 流动的直接观察 516

一、直接观察法 516

二、流动双折射 517

一、基本概念 521

第四节 熔体破裂的机理 521

三、激光多普勒测速仪 521

二、目前有关机理的看法 523

三、本构方程内含的不稳定性 530

参考文献 531

第三篇 流变学在聚合物加工中的应用 534

第八章 流变学在注射（塑）成型中的应用 534

第一节 注射成型的三个主要程序 536

第二节 注射成型中的流变学 539

第三节 熔体充模过程中的机理 546

第四节 两相高聚物体系的注射模塑 549

参考文献 554

本章符号说明 554

第九章 流变学在挤出成型中的应用 556

一、熔融机理 557

第一节 挤出机内的熔融 557

二、熔融的牛顿模型 560

三、熔融的非牛顿模型 565

第二节 熔融模型的基本方程——固体床分布函数 569

一、固体床分布函数X=X（Z） 570

二、固体床分布函数的特性 571

三、熔融区总长度的分析估算 573

第三节 单螺杆挤出机的熔融计算实例 574

一、计算的任务和已知条件 575

二、解——固体床分布函数的计算 576

三、结果的讨论 581

参考文献 582

本章符号说明 583

第十章 压延的流变分析 585

第一节 压延过程的微分方程与基本假定 586

第二节 Gaskell的解析解 588

第三节 横压力的计算 592

第四节 功率计算 596

第五节 非牛顿型流体的压延分析 598

第六节 压延的有限元分析 603

参考文献 609

本章符号说明 610

第十一章 流变学在密炼过程中的应用 613

第一节 概述 613

第二节 密炼过程流变理论分析 614

一、凸棱顶端的流动分析 614

二、驻点与回流问题 628

三、渐变问隙的剪切替换 630

四、功率计算与理论修正 634

第三节 密炼过程的相似类比与流变模拟 638

一、模拟目的与类比准则 638

二、粘弹性相似与热相似 639

三、流变模拟的新发展 640

第四节 流变理论在转子造型上的应用 641

一、胶料流动分析 641

二、转子最佳曲率 642

第五节 流变理论与高效密炼途径 644

参考文献 647

本章符号说明 648

第十二章 高聚物熔体在纺丝过程中的流变行为 651

第一节 概述 651

一、熔体的流变性质和纺丝成形过程的关系 651

二、纺丝熔体的本构方程 662

第二节 熔体拉伸流动和拉伸粘度 673

一、恒拉伸速率试验法 673

二、等温纺丝实验法 677

三、纺丝熔体拉伸流变行为的分析 682

第三节 拉伸流动中的不稳定现象 690

一、拉伸共振现象 690

二、熔体的拉伸断裂行为 699

第四节 熔融纺丝方程 703

参考文献 713

本章符号说明 713

第十三章 流变过程的量纲分析与模拟理论及其在素合物加工中的应用 717

第一节 引言 717

一、单位制和量纲 718

第二节 量纲分析简介 718

二、量纲齐次性原理和π定理 720

三、实例分析 721

第三节 相似准则 724

第四节 等温操作与熔融过程的相似准则 727

第五节 非几何相似的模拟理论 731

第六节 流变模拟在模具口型设计中的应用举例 735

第七节 流变模拟在开炼机上的应用举例 738

第八节 流变模拟在密炼过程中的应用举例 740

第九节 塑炼挤出机的流变模拟 743

第十节 螺杆功率的流变模拟应用举例 747

第十一节 螺杆混炼段的流变模拟应用举例 751

第十二节 流变模拟在压延过程中的应用举例 757

参考文献 760

本章符号说明 761