高分子材料流变学 第2版PDF电子书下载

*第一章 绪论 1

1．流变学概念 1

2．高分子材料流变学研究的内容和意义 3

3．高分子液体的奇异流变现象 5

3.1 高黏度与“剪切变稀”行为 5

3.2 Weissenberg效应 7

3.3 挤出胀大现象 7

3.4 不稳定流动和熔体破裂现象 8

3.5 无管虹吸，拉伸流动和可纺性 8

3.6 各种次级流动 9

3.7 孔压误差和弯流压差 10

3.8 湍流减阻效应 10

3.9 触变性和震凝性 10

4．高分子材料黏流态特征及流动机理 12

第二章 基本物理量和高分子液体的基本流变性质 15

1．引言 15

2．基本物理量 16

2.1 应力与偏应力张量 16

2.2 形变和形变梯度张量 21

2.3 速度梯度和形变率张量 27

*3．黏度与法向应力差函数 31

3.1 表观剪切黏度函数 31

3.2 第一、第二法向应力差函数 32

3.3 拉伸黏度函数 33

*4．非牛顿流体的分类 35

4.1 Bingham塑性体 35

4.2 假塑性流体 36

4.3 胀流性流体 42

5．关于剪切黏度的深入讨论 43

*5.1 温度的影响 44

*5.2 剪切速率和剪切应力的影响 49

5.3 “时温等效原理”在流动曲线上的应用 51

5.4 压力的影响 54

*5.5 配合剂的影响 55

*6．关于“剪切变稀”行为的说明 57

6.1 高分子构象改变说 58

6.2 类橡胶液体理论 59

*7．高分子液体弹性效应的描述 60

7.1 可恢复形变量Sr 60

7.2 挤出胀大比 62

7.3 口模入口压力降和出口压力降 63

7.4 第一、第二法向应力差函数 64

8．高分子液体的动态黏弹性 65

8.1 小振幅振荡剪切流场的数学分析 66

8.2 动态黏弹性与稳态流变性的关系 67

第三章 非线性黏弹流体的本构方程 72

1．本构方程概念 72

2．速率型本构方程 74

2.1 经典的线性黏弹性模型——Maxwell模型 74

2.2 空间描述法和物质描述法 76

2.3 广义Maxwell模型 78

2.4 Rivlin-Ericksen二阶流体模型 87

3．积分型本构方程 88

3.1 B01zmann叠加原理 88

3.2 Maxwell模型的积分形式 89

3.3 Lodge网络理论——类橡胶液体理论 91

3.4 Meister模型和Bird-Carreau模型 93

4．流变模型对高分子科学和高分子工程问题的意义 96

第四章 高分子流变本构方程的分子理论 99

1．高分子稀溶液和浓厚体系 100

2．涨落-耗散定理 103

3．孤立分子链的黏弹性理论 105

3.1 Debye珠-链模型的主要观点 106

3.2 Rouse-Zimm珠-簧模型的主要假定及处理方法 108

3.3 Rouse模型的松弛时间 111

3.4 流体动力学相互作用，Zimm的修正 113

3.5 Rouse-Zimm模型的显式本构方程 116

3.6 非仿射变形假定和带滑动函数的Rouse-Zimm模型 118

4．高分子浓厚体系的流变模型和本构方程 125

4.1 高分子浓厚体系的性质 125

4.2 分子链缠结本质和缠结图像 126

4.3 熔体中分子链的缠结和扩散 132

4.4 高分子浓厚体系的流变本构方程，Doi-Edwards模型 136

*5．分子结构参数对流变性质的影响 141

5.1 平均分子量的影响 142

5.2 分子量分布的影响 148

5.3 支化结构的影响 152

5.4 讨论分子结构参数对流变性影响的意义 155

6．松弛时间谱及其与材料黏弹性函数间的关系 157

6.1 松弛时间谱的定义 157

6.2 松弛时间谱与材料黏弹性函数的关系 158

6.3 由实验数据直接求取材料松弛时间谱的方法 160

6.4 影响流变松弛时间谱的因素 165

*第五章 输运过程的基本方程及基本流动形式 169

1．连续性方程——质量守恒律 169

2．运动方程——动量守恒律 172

3．能量方程——能量守恒律 175

4．平行板间的等温拖曳流和管道中的压力流 178

4.1 平行板间的等温拖曳流 178

4.2 圆形管道中的压力流 180

5．输运过程基本方程在三种坐标系的显式 183

第六章 流变测量学 187

1．引言 187

*2．毛细管流变仪的测量原理和方法 189

2.1 毛细管流变仪的基本构造 189

2.2 完全发展流动区内的流场分析 191

2.3 入口区附近的流场分析 197

2.4 双筒毛细管流变仪简介 201

2.5 出口区的流动情形 203

3．锥-板型转子流变仪 207

3.1 锥-板型流变仪测量剪切黏度 208

3.2 锥-板型流变仪测量法向应力差函数 210

3.3 锥-板型流变仪测量动态黏弹性 212

*4．落球式黏度计的测量原理 213

*5．混炼机型转矩流变仪的原理和用途 214

5.1 转矩流变仪的结构和工作原理 214

5.2 应用举例 216

6．弯毛细管流变仪原理简介 217

6.1 构造与测量原理 217

6.2 运动方程和弯管中的应力分析 218

6.3 弯管中的速度分布与剪切速率分布，黏度的求算 220

6.4 第一法向应力差系数的计算 221

6.5 与实验结果的比较 223

第七章 高分子材料典型加工成型过程的流变分析 225

1．混炼工艺与压延工艺（辊筒上的成型加工过程） 225

1.1 引言 225

*1.2 运动方程与润滑近似假定 226

*1.3 速度分布与压力分布公式 228

*1.4 关于辊筒间压力与速度分布的讨论 230

1.5 异径辊筒压延机简介 233

*2．挤出成型过程 239

2.1 物料在匀化计量段螺槽中的流动 240

2.2 机头口模中物料的流动 244

2.3 理论的修正 246

2.4 实行稳定挤出的一些流变学考虑 248

3．纤维纺丝成型过程 249

3.1 稳态单轴拉伸流动的数学解析 250

3.2 稳态单轴拉伸流动的本构模型描述 252

3.3 纤维纺丝成型原理简述 254

3.4 熔体纺丝中单轴拉伸黏度的实验测定 255

3.5 物料的可纺性及与分子参数的关系 259

4．薄膜吹塑成型过程 261

4.1 管形薄膜吹塑成型过程简介 261

4.2 薄膜吹塑成型过程的流变分析 262

4.3 吹塑过程中双向拉伸黏度的实验测定 265

第八章 注塑成型过程及注塑模具计算机辅助设计中的流变学问题 270

1．注塑成型过程的流变分析 270

1.1 注塑成型过程简介 270

1.2 圆盘形模具充模过程分析 272

1.3 充模压力分析 274

1.4 注塑制品中的残余应力，收缩与翘曲 276

2．注塑模具计算机辅助设计的一般要求及步骤 280

2.1 引言 280

2.2 注塑模具的主要功能及一般设计要求 281

2.3 注塑模具CAD设计的一般步骤 283

3．注塑模具流变学参数的CAD设计 286

3.1 流变参数CAD设计的基本方法 286

3.2 差分法计算的基本方程 290

3.3 方程的求解和程序编写 293

4．有限元法绘制填充图像 295

4.1 图解法确定填充图像（L/H法） 295

4.2 有限元法绘制填充图像的主要步骤 298

4.3 编制有限元程序的基本方程 299

4.4 有限元程序 300

4.5 应用举例 302

第九章 高分子液体流动不稳定性及挤出畸变 306

1．引言 306

2．高分子液体挤出畸变的指纹性特征 307

2.1 第1指纹特征——挤出物外观表象 308

2.2 第2指纹特征——挤出压力稳定性 316

2.3 第3指纹特征——熔体流变曲线 322

3．流场扰动的原因和机理，扰动源位置和性质 327

3.1 扰动源位置分析 328

3.2 扰动性质和机理分析 329

3.3 扰动源与挤出畸变的对应关系 334

3.4 模壁滑移现象及Uhland模型 335

3.5 发生黏-滑转变的界面机理和分子机理 341

4．克服、减轻挤出畸变和熔体破裂的相关措施 343

4.1 对口模内壁附近剪切流动不稳定性的改善措施 343

4.2 对口模入口区拉伸流动不稳定性的改善措施 346

第十章 高分子基多相体系的流变行为 351

1．高分子共混体系的相容性 352

1.1 引言 352

*1.2 高分子-高分子共混准则 352

1.3 高分子-高分子共混的热力学相容性 354

1.4 结晶高分子-无定形高分子共混的相容性 359

*2．高分子共混体系的形态及流变行为 361

2.1 高分子共混体系的形态 361

2.2 高分子共混体系的黏性行为 364

2.3 高分子共混体系的弹性行为 370

3．高分子分散体系的流变行为 373

*3.1 高分子填充体系的流变行为 373

3.2 塑料溶胶的流变行为 384

3.3 聚合填充法制备聚烯烃基复合材料的流变行为 385

主要参考文献 390

附录Ⅰ 主题索引 404

附录Ⅱ 主要物理量符号说明 412

附录Ⅲ 单位换算和重要物理常数 416