【现货速发】聚合物流变学基础

聚合物流变学是研究聚合物流动和变形的科学，是介于力学、化学和工程科学之间的交叉科学，是现代流变学的重要分支，也是当代材料科学技术发展中的一门重要学科。研究聚合物流变学对聚合物的合成、加工、加工机械和模具的设计等均具有重要意义。

本书共5章，涵盖聚合物流变学的基础知识、基本理论、流变测量等内容。第1章介绍了聚合物流变学的发展历史、研究对象及方法，简述了聚合物典型的流变行为及特征，同时回顾了流变学中常用的力学、数学名词及概念等。第2章主要讨论聚合物流体的黏性与弹性，包括流体的类型、流体黏度的影响因素、测定方法，解释了熔体的弹性原理和几种典型的弹性行为。第3 章以聚合物常见的几种流动方式——圆管中的流动、平行板间的压力流动、平行板间的拖曳流动、环形圆管中的压力流动、环形圆管中的拖曳流动为例，分析了聚合物流体的流动行为。第4章推导了流变学3 大基本方程——连续性方程、动量方程、能量方程，介绍了其应用范围，并将其应用在聚合物的平板间拖曳流动和双辊筒压延流动的应力、应变速率、体积流率等的分析中。第5章介绍了几种用于流变测量的流变仪——毛细管流变仪、旋转流变仪、转矩流变仪、拉伸流变仪的基本构造和应用，并举例介绍了流变学在聚合物研究中的应用。

本书注重流变学的基本理论和方法的介绍，主要面向高分子材料与工程、高分子化学与物理专业以及相关专业的本科生，奠定从事高分子材料及其加工成型过程研究、开发、生产等的理论基础。同时，本书也可以作为有兴趣于流变学和高分子科学的科研人员的参考书。

本书由马爱洁编写第1、2、4 章，杨晶晶、陈卫星编写第3、5 章。在编写和出版过程中，得到了西安工业大学的大力支持并获得教材资助，在此一并表示感谢！

由于编者水平有限，难免存在疏漏之处，敬请读者批评指正。

编者

2018年1月

第1章　流变学概论 1

　1.1　流变学的发展历史 1

　1.2　流变学的研究对象和方法 5

　　1.2.1　流变学关于物质的定义 5

　　1.2.2　流变学的研究方法 7

　　1.2.3　聚合物流变学 7

　1.3　聚合物流变行为及特征 9

　　1.3.1　聚合物典型的流变行为 9

　　1.3.2　聚合物流变行为的特征 13

　1.4　流变学基本概念 14

　　1.4.1　流体形变的基本类型 14

　　1.4.2　张量 17

　　1.4.3　本构方程 23

第2章　聚合物流体的黏性与弹性 25

　2.1　流体的流动类型 25

　　2.1.1　层流和湍流 25

　　2.1.2　稳定流动和不稳定流动 26

　　2.1.3　等温流动和非等温流动 26

　　2.1.4　一维流动、二维流动和三维流动 27

　　2.1.5　拖曳流动和压力流动 28

　　2.1.6　拉伸流动和剪切流动 28

　2.2　牛顿流体与非牛顿流体 30

    2.2.1　牛顿流体 30

　　2.2.2　非牛顿流体 31

　2.3　聚合物流体的黏度及其影响因素 33

　　2.3.1　黏度概念及意义 33

　　2.3.2　普适流动曲线 35

　　2.3.3　黏度的测定 37

　　2.3.4　聚合物黏度的影响因素 48

　2.4　聚合物流体的弹性 52

　　2.4.1　流体弹性原理 52

　　2.4.2　流体的几种弹性行为 53

第3章　聚合物流体的流动分析 60

　3.1　聚合物流体在圆管中的流动 60

　3.2　平行板间的压力流动 66

　3.3　平行板间的拖曳流动 67

　3.4　环形圆管中的压力流动 68

　3.5　环形圆管中的拖曳流动 69

第4章　流变学基本方程及应用 70

　4.1　连续性方程 70

　　4.1.1　连续性方程的推导 70

　　4.1.2　应用范围 74

　4.2　动量方程 75

　　4.2.1　作用在运动流体上的力和应力 75

　　4.2.2　动量方程的推导 76

　　4.2.3　动量方程的讨论 78

　　4.2.4　物理意义与应用范围 80

　4.3　能量方程 80

　　4.3.1　内能对时间的导数与傅里叶热传导定律 81

　　4.3.2　能量方程的推导 83

　　4.3.3　能量方程的物理意义 90

　4.4　平板间的拖曳流动分析 90

　　4.4.1　简化模型 91

　　4.4.2　分析与求解 91

　　4.4.3　结果讨论 95

　4.5　双辊筒压延分析 95

　　4.5.1　双辊筒工作原理 96

　　4.5.2　简化模型 97

　　4.5.3　分析与求解 97

　　4.5.4　无量纲量 98

　　4.5.5　压力分布方程 99

　　4.5.6　速度分布方程 101

　4.6　柱坐标系下的流体压力流动分析 102

　　4.6.1　简化模型 103

　　4.6.2　分析与求解 105

第5章　流变的测量及应用 110

　5.1　毛细管流变仪 111

　　5.1.1　基本构造 111

　　5.1.2　基本应用 115

　5.2　旋转流变仪 116

　　5.2.1　基本构造 117

　　5.2.2　测量模式 120

　　5.2.3　基本应用 120

　5.3　转矩流变仪 121

　　5.3.1　基本构造 121

　　5.3.2　基本应用 122

　5.4　拉伸流变仪 123

　　5.4.1　基本原理 123

　　5.4.2　基本应用 124

　5.5　流变学在聚合物研究中的应用 126

　　5.5.1　分子量以及分子量分布的测量 126

　　5.5.2　长支链含量的测量 127

　　5.5.3　部分相容聚合物的相行为研究 128

　　5.5.4　采用MFI 确定聚合物的加工方法与用途 131

　　5.5.5　计算流场参数和其他流变参数 132

参考文献 133