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目录 1

第一章 离聚物的结构 1

1.1 化学组成 1

1.1.1 聚合 1

1.1.2 交联和支化 2

1.1.3 分子量和分子量分布 4

1.1.4 化学异构、立体异构和立构规整性 5

1.1.5 共混、接枝和共聚 7

1.2 物理结构 7

1.2.1 旋转异构 7

1.2.2 取向和结晶 9

第二章 高聚物的力学性能：概论 15

2.1 目的 15

2.2 不同类型的力学行为 15

2.3 弹性固体和高聚物的行为 17

2.4 应力和应变 19

2.4.1 应力状态 20

2.4.2 应变状态 21

2.5 广义的虎克定律 24

第三章 高聚物在橡胶态的行为：非无限小应变弹性学 29

3.1 应变的广义定义 29

3.2 应力分量的定义 35

3.3 应力－应变关系 36

3.4 应变储能函数的应用 42

3.4.1 热力学概念 42

3.4.2 应变储能函数的形式 46

3.4.3 应变不变量 46

3.4.4 应力－应变关系 51

3.5 橡胶中有限应变弹性行为的实验研究 54

第四章 橡胶态的分子统计理论 65

4.1 热力学的考虑 65

4.1.1 热弹转变效应 66

4.1.2 统计理论 67

4.2 内能对橡胶弹性的贡献 76

4.3 应变储能函数中高次项的分子解释 79

第五章 线性粘弹行为 82

5.1 粘弹行为 82

5.1.1 线性粘弹行为 82

5.1.2 蠕变 85

5.1.3 应力松弛 88

5.2 线性粘弹行为的数学处理 89

5.2.1 Boltzmann叠加原理和蠕变柔量的定义 89

5.2.2 应力松弛模量 93

5.2.3 蠕变和应力松弛间的数学关系 93

5.2.4 力学模型、松弛时间谱和推迟时间谱 94

5.2.5 Maxwell模型 95

5.2.6 Kelvin或Voigt模型 97

5.2.7 标准的线性固体 98

5.2.8 松弛时间谱和推迟时间谱 100

5.3 动态力学测量：复数模量和复数柔量 102

5.3.1 G19,G2等参数的频率依赖性的实验结果 104

5.4 复数模量和应力松弛模量之间的关系 108

5.4.1 应力松弛模量和复数模量之间的数学关系 110

5.4.2 蠕变柔量和复数柔量之间的数学关系 112

5.4.3 线性粘弹性的数学结构 113

5.5 松弛强度 114

第六章 粘弹性的测量 118

6.1 蠕变及应力松弛 119

6.1.1 蠕变预处理 119

6.1.2 拉伸蠕变 119

6.1.3 伸长计 120

6.1.4 高温蠕变 122

6.1.5 扭转蠕变 124

6.1.6 应力松弛 124

6.2 动态力学测量：扭摆 126

6.3 共振法 130

6.3.1 振簧法 130

6.4 强迫振动非共振法 134

6.4.1 动态拉伸模量的测量 135

6.5 波传播法 138

第七章 高聚物线性粘弹行为的实验研究 145

7.1 概述 145

7.1.1 非晶态高聚物 145

7.1.2 粘弹行为的温度依赖性 148

7.1.3 结晶性高聚物 150

7.2 时－温等效和叠加 152

7.3 过渡态理论 154

7.3.1 位置模型（site-model）理论 157

7.4 非晶态高聚物的玻璃化转变粘弹行为的时－温等效关系和Williams、Landel和Ferry（WLF）方程 160

7.4.1 Williams、Landel和Ferry方程，自由体积理论和其它有关的理论 167

7.4.2 Cohen和Turnbull的自由体积理论 168

7.4.3 Adam和Gibbs的统计热力学理论 169

7.4.4 关于自由体积理论的缺陷 170

7.5 以单个柔性链的运动为基础的简正模式理论 170

第八章 松弛转变及其与分子结构的关系 179

8.1 非晶态高聚物松弛转变的一般特征 179

8.2 关于非晶态高聚物玻璃化转变的详细讨论 181

8.2.1 化学结构的影响 181

8.2.2 分子量和交联的影响 185

8.2.3 共混、接枝和共聚 186

8.2.4 增塑剂的影响 188

8.3 次级松弛的曲柄运动机理 189

8.4 结晶高聚物的松弛转变 190

8.4.1 一般讨论 190

8.4.2 聚乙烯的松弛过程 193

8.4.3 位置模型的运用 200

8.4.4 力学各向异性的运用 205

8.4.5 结论 207

第九章 非线性粘弹行为 210

9.1 引言 210

9.2.1 等时应力－应变曲线的应用 211

9.2 设计工程师对非线性粘弹性的处理方法 211

9.2.2 非线性粘弹性的幂定律 218

9.3 分子理论的处理方法 219

9.4 流变学家对非线性粘弹性的处理方法 222

9.4.1 弹性体的大应变行为 222

9.4.2 增塑的聚氯乙烯的蠕变和回复 225

9.4.3 Boltzmann叠加原理的经验扩展 228

9.5 Boltzmann叠加原理在形式上的扩展 229

9.5.1 数学上的严格性 233

9.5.2 多重积分表达式的实际应用 234

10.1 各向异性力学行为的表述 242

第十章 各向异性的力学行为 242

10.2 高聚物的力学各向异性 243

10.2.1 具有纤维对称性样品的弹性常数 243

10.2.2 具有正交对称性样品的弹性常数 246

10.3 弹性常数的测定 247

10.3.1 薄膜或薄片的测定 248

10.3.2 纤维和单丝的测定 252

10.4 高聚物力学各向异性的实验研究 258

10.4.1 低密度聚乙烯薄片 258

10.4.2 尼龙和聚对苯二甲酸乙二酯单丝 261

10.4.3 聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙、聚乙烯和聚丙烯单丝 262

10.4.4 压延退火的具有正交对称性的聚乙烯薄片 267

10.5 取向高聚物与各向同性高聚物弹性常数间的关系：集合体模型 270

10.6 具有中等程度分子取向的纤维和薄膜的力学各向异性 274

10.7 声速 280

10.8 力学各向异性的其它理论 282

10.9 各向异性的粘弹行为 282

第十一章 高聚物的屈服行为 289

11.1 荷重－伸长曲线的讨论 290

11.1.1 颈缩和极限应力 291

11.1.2 颈缩和冷拉：唯象的讨论 294

11.1.3 Considère作图法的应用 296

11.2 理想的塑性行为 298

11.1.4 屈服应力的定义 298

11.2.1 屈服判据（yieldcriterion）：一般讨论 299

11.2.2 Tresca屈服判据 301

11.2.3 vonMises屈服判据 302

11.2.4 Coulomb屈服判据 303

11.2.5 Tresca、vonMises和Coulomb屈服判据的几何学表示法 304

11.2.6 组合应力状态 307

11.2.7 各向异性材料的屈服判据 307

11.2.8 各向同性材料的应力－应变关系 309

11.2.9 塑性位（plasticpotential） 310

11.3 屈服过程 311

11.2.10 具有斜方晶系对称性的各向异性材料的应力－应变关系 311

11.3.1 对绝热－生热过程的解释 312

11.3.2 等温屈服过程：负荷降的性质 316

11.4 高聚物屈服判据的实验证据 318

11.4.1 各向同性的玻璃态高聚物 318

11.4.2 各向异性高聚物 323

11.4.3 拉伸试验中的形变带的角度 330

11.5 简单切应力的屈服试验 332

11.5.1 Bauschinger效应 335

11.6 流体静压对屈服行为的影响 337

11.7 温度和应变速度对屈服与拉伸过程的影响 338

11.8.1 屈服过程 342

118屈服与冷拉的分子论解释 342

11.8.2 冷拉 346

11.9 取向高聚物的形变带 350

第十二章 破坏现象 355

12.1 高聚物韧性及脆性的定义 355

12.1.1 影响脆性－韧性转变的因素 357

12.2 高聚物的脆性破坏 366

12.2.1 Griffith理论的应用 366

12.2.2 分子理论 373

12.3 银纹形成 374

12.3.1 银纹形成的应力判据 377

12.4 高聚物的冲击强度 379

12.4.1 高冲击强度的共混物 382

12.4.2 银纹化和应力发白 384

12.5 高聚物破坏表面的性质 388

12.6 裂纹的传播 388

12.7 应力脉冲产生的脆性破坏 389

12.8 高聚物在橡胶态的抗张强度和撕裂强度 391

12.8.1 橡胶的撕裂强度：Griffith理论的应用 391

12.8.2 橡胶的抗张强度 393

12.8.3 橡胶抗张强度的分子理论 395

12.9 应变速度及温度的影响 397

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