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第一篇 高聚物流变学理论基础3

第一章 高聚物流变性能的一般特征3

第一节 高聚物流动性表征及黏流态特征3

一、高聚物流动性的表征方法3

二、黏流态特征5

第二节 流变类型13

一、自然界流变类型的概述13

二、高聚物流变的主要类型16

三、高聚物流变普适曲线的描述18

第三节 影响流变性能的因素19

一、分子量的影响19

二、支化度的影响21

三、温度的影响22

四、分子量分布的影响24

五、静压力的影响25

六、流变物组成的影响26

第二章 高聚物流变学数学基础29

第一节 矢量29

一、物理量的分类29

二、Einstein约定加和法则30

三、矢量30

第二节 矩阵36

第三节 张量43

一、张量的定义43

二、张量的表示方法44

三、张量的六大性质44

四、常见的特殊张量51

五、张量的代数运算51

六、张量的不变量53

七、梯度、散度、旋度的张量表达式54

第三章 应力、应变及应变速率之间的关系57

第一节 应力平衡方程和应力不变值57

一、控制元概念57

二、第二种控制元的应力平衡微分方程60

三、应力张量的分解61

四、第三种控制元的应力平衡及不变量63

第二节 应变平衡方程和应变不变值66

第三节 位移-应变-形变关系69

一、用图解法得Reiner方程71

二、Reiner方程的对称形式73

第四节 应力-应变-应变速率之间的关系76

一、流变状态方程的物理意义76

二、应力-应变状态方程式76

三、应力-应变速率的流变状态方程式83

四、可压缩性流动过程的流变状态方程式86

第四章 流变学基础方程式88

第一节 流动场的连续方程88

一、连续方程的推导88

二、连续方程的进一步分析89

三、连续方程的物理意义91

第二节 Navier-Stokes运动方程92

一、动量衡算92

二、运动守恒方程的分量表示法94

第三节 流动场的能量守恒方程95

一、预备知识95

二、流动场能量守恒方程的推导97

第五章 聚合物流变性能103

第一节 聚合物特征流变现象103

一、聚合物的黏性（管流与“剪切变稀”现象）103

二、聚合物的弹性104

三、聚合物熔体的黏弹性106

第二节 聚合物熔体黏流态特征及流动机理107

第六章 本构方程110

第一节 流变状态（本构）方程及基本性质110

一、建立本构方程的必要性110

二、物料的分类和Deborab数111

三、有限形变113

四、本构方程的性质115

第二节 本构方程的模型理论简介116

一、黏性流体的本构方程116

二、黏弹性流体本构方程118

第三节 本构方程的选择124

一、选择原则124

二、判定方法125

第四节 JRG本构方程及其在聚氯乙烯流变性能研究中的应用125

一、高型号PVC颗粒表观形态的观察126

二、高型号PVC颗粒度分布、颗粒内部结构与分子量分布关系128

三、用群子理论计算群子参数与流变性能的关系131

四、结论133

第五节 流变学基础方程的坐标变换133

一、流变场守恒方程的坐标变换134

二、流变状态方程的坐标变换137

第六节 流变学基础方程的某些应用140

一、双平板之间流变过程的分析140

二、圆柱管中流变过程的分析142

三、高分子熔体（包括浓溶液）黏度的测定149

第二篇 高聚物熔体流变行为的分析159

第七章 流变测量159

第一节 流变测量概述159

第二节 毛细管流变仪160

一、毛细管流变仪的基本构造160

二、测量原理161

三、流变曲线的修正163

第三节 旋转流变仪164

一、锥板流变仪164

二、平行平板流变仪166

第四节 其他测试技术168

一、缝隙口模流变仪168

二、同轴圆筒式流变仪169

三、拉伸流变仪170

四、转矩流变仪171

第八章 流变分析原理172

第一节 边界条件172

一、运动学边界条件172

二、动力学边界条件173

三、热力学边界条件173

第二节 基本方程的求解步骤173

一、拟定流场173

二、列方程组175

三、设法求解176

四、结果分析178

第三节 有界流动概述179

第四节 有界流动的流场分析181

一、一维压力流动181

二、一维拖曳流动185

三、收敛流道的流道分析——润滑近似方法187

四、二维流动190

五、组合螺旋流动195

第九章 熔融高聚物通过圆形口模和缝模的流动199

第一节 导言199

一、研究的意义199

二、圆形口模和缝模的三个区的特点及压力分布概况199

第二节 入口区的流动200

一、入口压力降及其流变学本质200

二、应力分布205

三、速度分布216

第三节 全展流区的流动217

一、圆形口模中的流动218

二、用毛细管流变仪测定黏度的原理与方法221

三、缝模中的流动227

第四节 出口区的流动232

一、挤出物胀大行为及其流变学本质232

二、出口压力及其流变学本质237

三、出口压力与法向应力差的关系240

第十章 聚合物基多相体系的流变行为250

第一节 共混体系的流变行为250

一、黏弹性实验研究结果251

二、黏弹性的唯象论解释255

第二节 填充体系的流变行为256

一、炭黑基本性质简介256

二、填充聚合物的屈服现象258

三、填充聚合物的黏性258

四、填充聚合物的弹性261

第十一章 高聚物熔体破裂266

第一节 流变曲线与压力、流速振荡267

第二节 各种因素对熔体破裂的影响269

一、口型形状的影响269

二、温度的影响270

三、分子量、分子量分布及支化程度的影响271

四、添加物的影响272

第三节 流动的直接观察273

一、直接观察法273

二、流动双折射274

三、激光多普勒测速仪275

第四节 熔体破裂的机理276

一、基本概念276

二、目前有关机理的看法277

三、本构方程内含的不稳定性281

第三篇 流变学在聚合物加工中的应用285

第十二章 挤出成型285

第一节 挤出机内的熔融285

一、熔融机理285

二、熔融的牛顿模型287

三、熔融的非牛顿模型291

第二节 熔融模型的基本方程——固体床分布函数294

一、固体床分布函数X=X（z）294

二、固体床分布函数的特性295

三、熔融区总长度的分析估算296

第三节 单螺杆挤出机的熔融计算实例297

一、计算任务和已知条件297

二、固体床分布函数的计算298

三、结果的讨论302

第十三章 注射成型303

第一节 注射成型流动分析304

第二节 一维流动过程307

第三节 二维流动过程309

第十四章 压延成型312

第一节 压延过程的微分方程与基本假定312

第二节 Gaskell的解析解314

第三节 横压力的计算317

第四节 功率计算319

第五节 非牛顿型流体的压延分析321

第六节 压延的有限元分析324

第十五章 密炼过程328

第一节 概述328

第二节 密炼过程流变理论分析328

一、凸棱顶端的流动分析328

二、驻点与回流问题337

三、渐变间隙的剪切替换338

四、功率计算与理论修正340

第三节 密炼过程的相似类比与流变模拟342

一、模拟目的与类比准则342

二、黏弹性相似与热相似343

三、流变模拟的新发展344

第四节 流变理论在转子造型上的应用344

一、胶料流动分析344

二、转子最佳曲率345

第五节 流变理论与高效密炼途径346

第十六章 高聚物熔体在纺丝过程中的流变行为349

第一节 概述349

一、熔体的流变性质和纺丝成型过程的关系349

二、纺丝熔体的本构方程355

第二节 熔体拉伸流动和拉伸黏度361

一、恒拉伸速率试验法361

二、等温纺丝实验法363

三、纺丝熔体拉伸流变行为的分析366

第三节 拉伸流动中的不稳定现象370

一、拉伸共振现象370

二、熔体的拉伸断裂行为374

第四节 熔融纺丝方程376

第十七章 流变过程的量纲分析与模拟理论及其在聚合物加工中的应用382

第一节 引言382

第二节 量纲分析简介383

一、单位制和量纲383

二、量纲齐次性原理和π定理384

第三节 相似准则385

第四节 等温操作与熔融过程的相似准则387

第五节 非几何相似的模拟理论390

第六节 流变模拟在模具口型设计中的应用举例393

第七节 流变模拟在开炼机上的应用举例395

第八节 流变模拟在密炼过程中的应用举例397

第九节 塑炼挤出机的流变模拟398

第十节 螺杆功率的流变模拟应用举例400

第十一节 螺杆混炼段的流变模拟应用举例403

第十二节 流变模拟在压延过程中的应用举例407

参考文献410