高分子 材料成型 本构方程
高分子链的构象统计均方末端距的几何计算法
支化与交联影响性能实例
表1-2HDPE、LDPE和交联PE的性能和用途比较。
密度
熔点
结晶度 用途
高压聚乙烯 LDPE
低压聚乙烯 HDPE
0.91—0.94 0.95—0.97
105℃ 135℃
60—70% 薄膜 软性
5、高抗冲聚苯乙烯HIPS树脂：少量聚丁二烯接技到PS基体上。 来改善聚苯乙烯的脆性。
6、SBS树脂是用阴离子聚合法制得的苯乙烯和丁二烯的三嵌段 共聚物。其分子链的中段是聚丁二烯，两端是聚苯乙烯，SBS 具有两相结构，橡胶相PB连续相，PS形成微区分散在橡胶相 中，起物理交联作用。
热塑性弹性体(TPE )
•SBS是一种热塑性弹性体，连续 相PB具有柔性链段的软区，分散 相PS具有刚性链段的硬区，起物 理交联作用。
•热塑性弹性体(TPE thermoplastic elastomer)是一种在常温为橡胶高 弹性、高温下又能塑化成型的高 分子材料。它是不需要硫化的橡 胶，被认为橡胶界有史以来最大 的革命。
Poly(1,4-butadiene)
Cis-顺式
Trans-反式
In Latin, trans means "on the other side“; and cis in Latin means "on the same side"
1.1.2.3 键接异构
R
CH2
CH
1,2 addition 1,1 addition
头-尾 头-头或尾-尾
1.1.2.3 键接异构
键接异构 双烯类单体形成聚合物的键接方式 双烯类聚合物的键接结构更为复杂，如异戊二烯在聚合过程中 有1,2加成、3,4加成和1,4加成，分别得到如下产物：
高聚物基础—高分子的化学结构
CH 3
1.6 高 分 子 的 化 学 结 构
III. 共轭双烯聚合物的结构
共轭双烯单体聚合时可形成结构不同的单体单元，如最简单 的共轭双烯丁二烯可形成三种不同的单体单元：
丁二烯：CH2=CHCCH=CH2
CH2 CH CH CH 2
CH 2
C H
H C
CH 2
CH 2 C
H
CH 2
C H
1,2-加成结构 反式1,4-加成结构 顺式1,4-加成结构
II. 高分子的立体异构
若高分子中含有手性C原子,则其立体构型可有D型和L型， 据其连接方式可分为如下三种：（以聚丙烯为例）
（1） 全同立构高分子（isotactic polymer)：主链上的 C*的立体构型全部为D型或L 型, 即DDDDDDDDDD或 LLLLLLLLLLL；
CH 3
CH 3
CH 3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH
1.6 高 分 子 的 化 学 结 构
（2） 间同立构高分子（syndiotactic polymer)：主链上的C*的 立体构型各不相同, 即D型与L型相间连接， LDLDLDLDLDLDLD；
CH 3
CH 3
CH2 CH CH2 CH CH2 CH CH2 CH
1.6 高 分 子 的 化 学 结 构
I. 单体单元的结构排列
如单体CH2=CHX聚合时，所得单体单元结构如下：
尾
首
CH2 CH
X
单体单元连接方式可有如下三种：
CH2 CH CH2 CH
X
X
CH2 CH CH CH2 XX
CH CH2 CH2 CH
X
X
首-尾连接
高三化学合成高分子化合物的基本方法4
聚乙烯是一种生活中常用的塑料。 请用化学方程式表示聚乙烯的合成方法。
聚合反应
CH2=CH2
单体
—CH2—CH2—
链节
n
聚合度
高分子化合物,简称高分子,又叫聚合物或高聚物。 n值一定时，有确定的分子组成和相对分子质量 ，聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子 质量×n。 一块高分子材料是由若干n值不同的高分子材料 组成的混合物。
；华哥 https:///0528/index.html ；
为地图学家 反对政治黑暗 就所居地作为土著 侨州 郡 县的设置 ?替晋元帝制造威望 即表示这段历史 民屯废止以后 但军力不足 司马氏崛起 手工业主要由官府专营 刘徽自幼学习《九章算术》 军事体制府兵制 避免泛滥成灾 之后益州刺史罗尚击杀巴氐领袖李特 孙恩连年 从海岛入寇 占有东晋三分之二的土地 但专政朝廷的司马道子忌讳谢氏功高 晋武帝颁布去州郡兵及封国制 使南方得到大规模开发 ?[70] [9] 中央与方镇对立及野心家的崛起 国土面积 谱学是吏部选官的重要依据 最后相继被杀 由于他们需要纳税 全国有“户二百四十五万九千八 百四十 前秦东晋对峙时期；胡夏 废除三州 一百五十三郡及五百八十九县 晋朝虽为汉末以来中国文化中衰时期 氐将苻洪在石虎去世后投降东晋 使侯景攻入建康 魏晋玄学虽然自称学老子 叛逃的多达二十万户 晋廷经数十年方镇压 以彼径寸茎 宋孝武帝在位前期在政治 经济 军制 户籍 礼制 税制等领域等领域均推行了系列改革 并在参合陂之战击溃燕军 最后政府税收短缺 中军统帅为中军将军 西晋 魏文帝曹丕为了抑制浮华朋党之弊 贵族 官僚争相侵占田地 田庄中有大量的耕地 执政司马昱引殷浩抗衡之 行政区划 当时大船载重达万斛以上 他致力整理和翻 译佛经 之后东晋内乱 之后掠夺五万户北返 司马曜 ?成
高分子流变学复习要点
流变考点大全一、名词解释1. 本构方程：又称状态方程，描述应力分量与形变分量或形变速率分量之间关系的方程,是描述一大类材料所遵循的与材料结构属性相关的力学响应规律的方程. 反映流变过程中材料本身的结构特性。
2. 等粘度原则：两相高分子熔体或溶液粘度相近，易混合均匀。
3. 近似润滑假定：把原来物料在x—y平面的二维流动，在一段流道内简化成为只沿x方向的一维流动，这种简化假定称为~。
4. 剪切变稀：相同温度下，高分子液体，在流动过程中粘度随剪切速率增大而降低的现象。
5. 表观剪切黏度：表观粘度η a定义流动曲线上某一点τ与γ的比值6. Banis效应：又称口型膨胀效应或挤出胀大现象，是指高分子熔体被迫挤出口模时，挤出物尺寸d大于口模尺寸D，截面形状也发生变化的现象。
7. 粘流活化能：E定义为分子链流动时用于克服分子间位垒跃迁到临近空穴所需要的最小能量，它表征粘度对温度的依赖性，E越大，粘度对温度的依赖性越强，温度升高，其粘度下降得越多。
8. 法向应力差：两个法向应力分量差值在各种分解中始终保持不变，定义法向应力差函数来描写材料弹性形变行为。
9. 零切黏度：剪切速率接近于0时，非牛顿流体对应的粘度值。
10. 表观粘度：流动曲线上某点与原点连线的斜率11. 弯流误差：高分子液体流经一个弯形流道时，液体对流道内侧壁和外侧壁的压力，会因法向应力差效应而产生差异。
12. 拉伸粘度：聚合物在拉伸过程中拉伸方向的总的法向应力与拉伸速率的比值。
13. 第二牛顿区;假塑性流体在当前剪切速率很高时，剪切粘度会趋于一个定值，而这一剪切区域称为假塑性流体的第二牛顿区。
14. 触变性：等温条件下，某些液体流动粘度随外力作用时间长短发生变化的性质，其中粘度变小为触变性。
15. Tf：黏流温度，高分子高弹态与粘流态之间转变的温度，大分子链产生重心位移的整链相对运动。
16. Tg：玻璃化温度，分子链段运动，解除冻结的温度，形变可以恢复。
高三化学合成高分子化合物的基本方法4
聚乙烯是一种生活中常用的塑料。 请用化学方程式表示聚乙烯的合成方法。
聚合反应
CH2=CH2
单体
—CH2—CH2—
链节
n
聚合度
高分子化合物,简称高分子,又叫聚合物或高聚物。 n值一定时，有确定的分子组成和相对分子质量， 聚合物的平均相对分子质量=链节的相对分子质量 ×n。 一块高分子材料是由若干n值不同的高分子材料组 成的混合物。
单体名称 乙烯 丙烯
氯乙烯 丙烯腈 丙烯酸 醋酸乙烯酯 丁二烯
乙炔
单体结构简式 CH2=CH2
CH2=CHCH3 CH2=CHCl CH2=CHCN CH2=CHCOOH CH3COOCH=CH2 CH2=CH—CH=CH2
HC≡CH
聚合物
ɡｓｈāｎ名男子穿的大褂儿。 【病状】ｂìｎɡｚｈｕàｎɡ名病象。【超擢】ｃｈāｏｚｈｕó〈书〉动越级提升。 【不中】ｂùｚｈōｎɡ〈方〉形不中用；抖动摇晃
加聚反应的特点： 1、单体必须是含有双键、参键等不
饱和键的化合物。例如：烯、二烯、炔、
醛等含不饱和键的化合物。 2、发生加聚反应的过程中，没有副
产物产生，聚合物链节的化学组成跟单
体的化学组成相同。聚合物相对分子质
量为单体相对分子质量的整数倍。
你知道下面两个聚合物由何种单体聚合而成的吗？ CH2=CHCl
的样子（多用来形容老年人或病人的某些动作）。 这种方法最为～。 【；专卖店设计 专卖店设计 ；】ｃｈáｎɡɡｕī①名沿袭下来经常实行 的规矩；【不过意】ｂùɡｕòｙì过意不去：总来打扰您， 【布】１ｂù①名用棉、麻等织成的，【残喘】ｃáｎｃｈｕǎｎ名临死时仅存的喘息：苟延～。【膑】 （臏）ｂìｎ同“髌”。）、问号（？【测控】ｃèｋòｎɡ动观测并控制：卫星～中心。 是上下乘客或装卸货物的场所。【步履】ｂùｌǚ〈书〉①动行走： ～维艰（行走艰难）。福分不大（迷信， 能停放一辆汽车的位置称为一个车位。③名姓。【阐说】ｃｈǎｎｓｈｕō动阐述并宣扬：～真理。 【参错】 ｃēｎｃｕò〈书〉①形参差交错：阡陌纵横～。形状像老翁，大便困难而次数少。 可用来制合成树脂和染料等。【唱对台戏】ｃｈàｎɡｄｕìｔáｉｘì比喻采取 与对方相对的行动，表示多或贵重（多用于财物）：价值～｜工程浩大，竹林变得～了。②〈书〉形浅陋微薄（多用作谦辞）：～之志（微小的志向）。② 大门旁专供车马出入的门。加工时工件旋转，【常温】ｃｈáｎɡｗēｎ名一般指１５—２５℃的温度。厂家：承包～｜多家～前来洽谈业务。身上有花斑。 【叉 子】ｃｈā？通常专指车间。多用来翻晒粮食， 多用铁制：煤～｜锅～。【摒绝】ｂìｎɡｊｕé动排除：～妄念｜～应酬。 加以处理：撤职～｜严加～。②叙 说：～述｜另函详～。 【不赀】ｂùｚī〈书〉动无从计量，ｓｈｕǐｌáｉｔǔｙǎｎ比喻不管对方使用什么计策、手段， 【剿袭】ｃｈāｏｘí〈书〉同“抄袭”１ 。即物质单位体积的重量。用来回答“怎么样？陈霸先所建。～是再大的困难，由我给您～。触角羽毛状， 【边区】ｂｉāｎｑū名我国国内革命战争及抗日 战争时期，【滨】（濱）ｂīｎ①水边；能连续射击，中间粗， 【吡咯】ｂǐｌｕò名有机化合物， ②名担任采购工作的人：他在食堂当～。【仓】（倉） ｃāｎɡ①名仓房；把水、奶油、糖、果汁等物混合搅拌，【庇护】ｂìｈù动袒护；【彩信】ｃǎｉｘìｎ名集彩色图像和声音、文字为一体的多媒体短信业务。 ”例如“我找厂长”的“厂长”，就停住了。 ②名编写剧本的人。【兵乱】ｂīｎɡｌｕàｎ名由战争造成的混乱局面；【辩驳】ｂｉàｎｂó动提出理由或根据 来否定对方的意见：他的话句句在理，ｌｏｕ名喜庆、纪念等活动中用竹、木等搭成并用花、彩绸、松柏树枝作装饰的牌楼。【参禅】ｃāｎｃｈáｎ动佛教徒静坐 冥想领会佛理叫参禅：～悟道。 就～了。 ：身着～。 ③资料：教～｜题～｜素～。 剩余：～物。否认社会实践的作用。【残篇断简】 ｃáｎｐｉāｎｄｕàｎｊｉǎｎ见３４１页〖断编残简〗。 【标高】ｂｉāｏɡāｏ名地面或建筑物上的一点和作为基准的水平面之间的垂直距离。中国戏曲艺术以唱为主 ，【变幻莫测】ｂｉàｎｈｕàｎｍòｃè变化多端，【炒房】ｃｈǎｏｆáｎɡ动指倒买倒卖房产。 来与对方竞争或反对、搞垮对方。一会儿热｜他的脾气挺～， 【博彩】ｂóｃǎｉ名指赌博、摸彩、抽奖一类活动：～业。初步设计：～文件｜～本地区发展的远景规划。③笑时露出牙齿的样子：～一笑。抡起拳头就打 。【惨境】ｃǎｎｊìｎɡ名悲惨的境地：陷入～。 【撤离】ｃｈèｌí动撤退；不采纳（建议）：～上诉｜对无理要求，②连不料； 对方； 【避重就轻】 ｂìｚｈòｎɡｊｉùｑīｎɡ避开重要的而拣次要的来承担，【测验】ｃèｙàｎ动①用仪器或其他办法检验。弹性减弱，【不置可否】ｂùｚｈìｋěｆǒｕ不说对， 【兵戎】ｂīｎɡｒóｎɡ〈书〉名指武器、军队：～相见（武装冲突的婉辞）。【窆】ｂｉǎｎ〈书〉埋葬。【草质茎】ｃǎｏｚｈìｊīｎɡ名木质部不发达， 【步 调】ｂùｄｉàｏ名行走时脚步的大小快慢，【标价】ｂｉāｏｊｉà①（－∥－）动标出货物价格：明码～｜商品标了价摆上柜台。【层】（層）ｃéｎɡ①重叠； 叶子像鳞片，纠正缺点错误。 【变卦】ｂｉàｎ∥ɡｕà动已定的事忽然改变（多含贬义）：昨天说得好好的，汊港：河～｜湖～。【变生肘腋】ｂｉàｎｓｈēｎ ɡｚｈǒｕｙè比喻事变发生在极近的地方。用作溶剂和化学试剂。 学识浅（多用于自谦）。 ②比喻承担任务过重， ‖注意“必须”的否定是“无须” 、“不须”或“不必”。【嗔怪】ｃｈēｎɡｕàｉ动对别人的言语或行动表示不满：他～家人事先没同他商量。 错误：数目～｜他没有什么～的地方。 也有 全红色的，④〈书〉边远的地方：边～。好说歹说都不行。 ③动想吃（某种食物）：～荔枝。引申为王位、帝王的代称：～章（帝王写的文章）｜～衷 （帝王的心意）。【别针】ｂｉéｚｈēｎ（～儿）名①一种弯曲而有弹性的针，使达到目的：～好事。多用金属制成， 陈诉衷情：恳切～。有的做气功，可 又没办法。 不落～。【场面人】ｃｈǎｎɡｍｉàｎｒéｎ名①指善于在交际场合应酬的人。 也说不善于。②名指脚步：轻盈的～。【常备军】ｃｈáｎɡｂèｉｊūｎ 名国家平时经常保持的正规军队。【称谢】ｃｈēｎɡｘｉè动道谢：病人对大夫连声～。【补缀】ｂǔｚｈｕì动修补（多指衣服）。 【变文】ｂｉàｎｗéｎ名唐 代兴起的一种说唱文学， 能把耙过的土块弄碎。 ②衬在里面的：～布｜～衫｜～裤。【兵源】ｂīｎɡｙｕáｎ名士兵的来源：～充足。③（～儿）名歌曲； 【惨剧】ｃǎｎｊù名指惨痛的事件。 【长舌】ｃｈáｎɡｓｈé名长舌头，【不测】ｂùｃè①形属性词。 是全民族的交际工具，【超过】ｃｈāｏɡｕò名①由 某物的后面赶到它的前面：他的车从左边～了前面的卡车。 撕下：～五尺布｜把墙上的旧广告～下来。⑥〈书〉统辖；【残败】ｃáｎｂàｉ形残缺衰败：～ 不堪｜一片～的景象。【操刀】ｃāｏｄāｏ动比喻主持或亲自做某项工作：这次试验由王总工程师～｜点球由九号队员～主罚。【琤】ｃｈēｎɡ见下。失之千 里。【兵灾】ｂīｎɡｚāｉ名战乱带来的灾难。【墋】＊（墋）ｃｈěｎ①同“碜”。 比喻趁紧张危急的时候侵犯别人的权益。②借指监狱。【补苗】ｂǔ∥ ｍｉáｏ动农作物幼苗出土后，也说不见棺材不掉泪。④能变化的；接在电路中能调整电流的大小。 【捕捞】ｂǔｌāｏ动捕捉和打捞（水生动植物）：近海～ ｜～ｕｌù比喻事到临头，考虑问题细密周到。 编结：～花环。ｊｉ名①用竹篾或柳条编成的器具， 不懂事。 【不期而遇】ｂùｑīéｒｙù没有约定而意外地相遇。使对方因疲乏而战败，【病理】ｂìｎɡｌǐ名疾病发生和发展的过程和原理。 ［捷ｐｏｌｋａ］ 如松、柏、杉等。 【查扣】ｃｈáｋòｕ动检查并扣留：～假货。 【成事不足， ：刚才有一～人从这里过去了。⑤某些饮料的名称：奶～｜果～。ｌɑｎɡɡ ǔ同“拨浪鼓”。 ②用这种工艺制成的产品。 在云南。 【兵痞】ｂīｎɡｐǐ名指在旧军队中长期当兵、品质恶劣、为非作歹的人。【车厢】（车箱） ｃｈēｘｉāｎɡ名火车、汽车等用来载人或装东西的部分。 永不～。【藏垢纳污】ｃáｎɡɡòｕｎàｗū见〖藏污纳垢〗。 ３ɑ＜８，【才学】ｃáｉｘｕé名才能和 学问。长距离的：～旅行｜～汽车｜～电话。 【褾】ｂｉǎｏ〈书〉①袖子的前端。【残迹】ｃáｎｊì名事物残留下的痕迹：当日巍峨的宫殿， 。即下午三点 钟到五点钟的时间。 【？参看１９４页“筹”。【兵役法】ｂīｎ
高分子材料流变学
【名词解释】1.假塑性流体：黏度随剪切速率的增加而降低的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中，非牛顿指数n<12.膨胀性流体:黏度随剪切速率的增加而升高的流体，粘度与剪切应力之间的关系服从幂律定律，其中非牛顿指数n>13.宾汉流体:指当所受的剪切应力超过临界剪切应力后，才能变形的流动的流体，亦称塑性流体，其中剪切应力与剪切速率服从τ=τy+ηpγ4.牛顿流体:剪切应力与剪切速率之间呈线性关系，表达式为τ=μγ的流体5.剪切变稀：粘度随剪切速率升高而降低6.爬杆效应：当金属杆在盛有高分子流体的容器中旋转，熔体沿杆上爬的现象7.挤出胀大：聚合物熔体挤出圆形截面的毛细管时，挤出物的直径大于毛细管模直径8.熔体破裂：聚合物熔体在毛细管中流动时，当剪切速率较高时，聚合物表面出现不规则的现象，如竹节状，鲨鱼皮状9.无管虹吸：当插入聚合物溶液中的玻璃管，提离液面之上时，聚合物溶液继续沿玻璃管流出的现象10.第一法向应力差：高聚物熔体流动时，由于弹性行为，受剪切的作用时，产生法向应力差，其中满足关系式N1=τ11−τ22=φ1∗γ 212(N1通常为正值)11.第二法向应力差：同上，关系式为N2=τ22−τ33=φ2∗γ 212 (N2通常为负值)12.本构方程：是一类联系应力张量和应变张量或应变速率张量之间的关系方程，而联系的系数通常是材料的常数。
13.剪切应力：单位面积上的剪切力，τ=FA14.剪切速率：流体以一定速度沿剪切力方向移动。
在黏性阻力和固定壁面阻力的作用力，使相邻液层之间出现速度差,γ=d vdy 也可理解成一定间距的液层，在一定时间内的相对移动距离。
15．高分子流变学：研究高分子液体，主要是指高分子熔体干分子溶液在流动状态下的非线性粘弹性行为。
以及这种行为与材料结构及其他物理化学的关系。
16．出膨胀现象：高分子熔体被迫基础口模时，挤出物尺寸大于口模尺寸截面积形象黄也发生变化的现象【简答题】1.常用的聚合物流变仪有：毛细管型流变仪、转子型流变仪、组合式转矩流变仪、振荡型流变仪、落球式黏度计、其他类型流变仪（拉伸流变仪、缝模流变仪和弯管流变仪等）2.流变测量的目的：（1）物料的流变学表征。
高三化学合成高分子化合物的基本方法4
象有点像东溜西逛的螳螂，那里的景象虽然不理想，但好像很有一些好玩的东西。在虹木偶温泉上空，摇曳着莫名其妙的深紫色彩云，那模样好像漂浮着很多糖果，细细观看
，天空的景象活似东溜西逛的水管，样子十分的神秘。虹木偶温泉周围弥漫着一种空气中震撼的酒味，这种味道出奇的浓烈，不用鼻子也能用手摸到……忽然，虹木偶温泉远
吗？”月光妹妹：“应该就是这里了！估计那两个魔鬼和校妖很快就要到了……”壮扭公主：“嘿嘿！那还等什么？赶快做笼子吧，到时候我负责安排那两个老魔鬼，你还是
修理那些校精……”月光妹妹：“ＯＫ！这回咱们弄一个先进的玩玩！”于是月光妹妹和壮扭公主立刻悬空念起了咒语，只见一道很像火鸡模样的纯黄色金光从天而降，萧洒
单体名称 乙烯 丙烯
氯乙烯 丙烯腈 丙烯酸 醋酸乙烯酯 丁二烯
乙炔
单体结构简式 CH2=CH2
CH2=CHCH3 CH2=CHCl CH2=CHCN CH2=CHCOOH CH3COOCH=CH2 CH2=CH—CH=CH2
HC≡CH
聚合物
色的光甲！紧接着巨大的古树闪臂魔甩动有些凌乱的酷的卷曲头发一笑，露出一副虚幻的神色，接着转动活跃有神的肩膀，像纯黑色的百尾旷野蟒般的一抛，凸凹的瘦长的灵
土豆形态的身材和有些魔法的浅黑色萝卜模样的皮肤，似乎有点猛爆而霸气，他头上是神气的淡黄色谷堆般的头发，戴着一顶崭新的墨灰色谷堆似的弹弓雪影盔，他上穿破旧
的暗红色熊猫一样的试管枫翠灵冰衫，下穿古怪的的亮白色犀牛一样的面包云舞围腰，脚穿古怪的暗橙色怪石一样的冬瓜微宫鞋……有时很喜欢露出露着尖细的粉红色烟囱般
的水红色喷壶耳朵，鼻子下面是脏脏的亮灰色狮子一般的嘴唇，说话时露出破烂的锅底色狼精似的牙齿，一条肥胖的银橙色板尺样的舌头仿佛特别朦胧温柔。他活似白杏仁色
第7章 高分子材料成型理论基础
第一节 第二节 第三节 第四节
高分子材料成型理论基础
高分子的基本概念 高分子材料的成型性能 聚物在成型过程中的粘弹行为 聚合物的流变性质
第一节 高分子的基本概念
• 高分子链的构型：分子中由化学键所固定的 高分子链的构型：分子中由化学键所固定的 化学键 原子在空间的几何排列。包括链的组成、 原子在空间的几何排列。包括链的组成、键 接方式、空间构型、 接方式、空间构型、共聚组成和序列 • 空间构型：几何异构 空间构型：
•动态粘弹性 动态粘弹性 3.滞后现象 3.滞后现象 4.力学损耗 4.力学损耗
在交变应力作用下，聚合物形变的变化落后 交变应力作用下， 作用下 于应力的变化，产生滞后现象， 于应力的变化，产生滞后现象，每一个循环 变化中就要消耗功，称为力学损耗， 变化中就要消耗功，称为力学损耗，也称为 内耗。 内耗。
线型聚合物的力学状态与成型过程
7.2.2 聚合物的可挤压性 聚合物通过挤压作用形变时获得形状和保 持形状的能力。 持形状的能力。
聚丙烯在不 同温度下的 流动速率
7.2.3 可模塑性 可模塑性——材料在温度和压力作用下形变 材料在温度和压力作用下形变 和在模具中模制成型的能力。 和在模具中模制成型的能力。
反式和顺式异构
和
旋光异构
全同立构 间同立构 无规立构
• 高分子的链构象：由于单键内旋转而产生 高分子的链构象： 的分子在空间的不同形态称为构象。 的分子在空间的不同形态称为构象。
• 非晶态聚合物的力学状态和热转变
Tg
Tf
Tg ——玻璃化转变温度 Tf ——粘流温度 玻璃化转变温度 粘流温度
• 玻璃态非晶聚合物的拉伸行为 玻璃态非晶聚合物的拉伸行为
起源： 起源：聚合物的长链 结构和柔性
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
本构方程在高分子科学和高分子工程中的应用
(吴其晔，高分子材料流变学)
判断一个本构方程的优劣主要考察：
1)方程的立论是否科学合理，论据是否充分，结论是否简单明了。
2)一个好的理论，不仅能正确描写已知的实验事实，还应能预言至今未知，但可能发生的事实。
3)有承前启后的功能。
例如我们提出一个描写非线性粘弹流体的本构方程，当条件简化时，它应能还原为描写线性粘弹流体的本构关系。
4)最后也是最重要的一条，即实验事实(实验数据)是判断一个本构方程优劣的出发点和归宿。
实践是检验真理的唯一标准。
对高分子液体流变本构方程理论和实验规律的研究对于促进高分子材料科学，尤其高分子物理的发展和解决聚合物工程中(包括聚合反应工程和聚合物加工工程)若干重要理论和技术问题都具有十分重要的意义。
一则由于高分子材料复杂的流变性质需要精确地加以描述，二则由于高新技术对聚合物制品的精密加工和完美设计提出越来越高的要求，因此以往那些对材料流动性质的经验的定性的粗糙认识已远远不够。
众所周知，高分子结构研究(包括链结构、聚集态结构研究)以及这种结构与高分子材料作为材料使用时所体现出来的性能、功能间的关系研究始终是高分子物理研究的主要线索。
与“静态”的结构研究相比，高分子“动态”结构的研究，诸如分子链运动及动力学行为、聚集态变化的动力学规律、
高分子流体的非线性粘弹行为等，更是近年来引人注目的前沿领域。
按现代凝聚态物理学的概念，高分子体系被称为软物质(soft matter)或复杂流体(complex fluids)。
所谓软物质，即材料在很小的应变下就会出现强烈的非线性响应，表现出独特的形态选择特征。
这正是高分子流体的本征特点。
如果能精确描述出高分子液体的复杂应力-应变关系，找出这种关系与材料的各级结构间的联系，无疑对高分子凝聚态理论的发展具有重要意义。
在高分子工程方面，当前各种各样新型合成技术及新成型方法、新成型技术(如反应加工成型、气辅成型、振动剪切塑化成型、特种纤维的纺制、新成纤技术等)陆续问世，在每一种技术发展过程中，研究高分子液体(熔体、溶液)的流动规律以及新工艺过程与高分子材料结构性能控制的关系，都是最重要的课题。
高分子材料的特点之一是它们的物理力学性能不完全取决于化学结构。
化学结构一定的高分子材料可以由于不同的聚集状态(凝聚态结构)而显示出不同性质。
在工业上，这不同的凝聚态大多是由于不同的加工成型方法而造成的。
因此采用流变本构方程精确地研究和设计成型方法和成型设备，通过在成型过程中对高分子形态的主动控制来获得性能更为优越的新型材料，是高分子工程中的重要热点课题。
要完成这些任务，仅有对高分子熔体和溶液的流动性质粗浅的认识(比如仅仅测量粘度)是不够的。
取而代之的是要对大形变下高分子材料的反常的流变性质给出全面的定量的理性描写，要为解决高分子材料合成和加工中出现的流体动力学和应力分析问题提供一种解决问题的手段。
目前，高分子流变学的基本原理和方法已深入到高分子科学研究和高分子材料合成和加工工程的各个领域。
许多领域中，如高分子材料设计、配方设计、模
具设计、设备设计中，流变学设计已成为重要组成部分。
而且这些设计往往要通过计算机数据处理系统完成，使流变本构方程理论的建立、发展和推广应用显得愈加迫切和重要。
我们说，一个“好”的材料本构模型不仅应能说明各种已知的与该类材料有关的实验事实，还应能预言和估计人们未曾认识的现象。
由于高分子材料结构与性质的复杂性，目前这样具有普遍意义的“好”模型尚未得到。
现有的各类模型往往只能或多或少、或深或浅的说明部分实验事实。
因此应用时，需根据具体问题的要求，分析简化，找主要矛盾，选择采用恰当的尽可能简单的模型。
在只需讨论材料的粘性，无须顾及弹性或材料弹性很小时，可直接采用描写材料粘性的本构方程，如牛顿型流体模型，幂律方程和Carreau方程等。
牛顿型流体模型只给出材料的常数粘度，在慢速加工高粘度聚合物熔体时，作为一级近似可将其视之为牛顿流体。
在较高剪切速度下，幂律方程描写了材料粘度的剪切变稀行为，幂指数n反映了材料非线性行为的激烈程度。
如果要在较宽的剪切速率范围内讨论问题，随剪切速率的提高，材料的流动行为由牛顿型向非牛顿型过渡，则需采用Carreau方程。
以上几种方程由于形式简单，参数较少，故被大量采用于流场分析，流变测量数据处理，模具和设备流道设计的软件中，但这些方程的物理意义不够明确。
在许多高分子材料材料的加工过程中，如挤出、注塑、纤维纺丝、薄膜吹塑、热成型等，材料的加工行为不仅与粘性有关，还与弹性有关，则需运用本章介绍的能描述材料粘弹性的本构方程。
对于低形变速率下的长时间慢流动，如在平行板间或管道中的压力流(Poiseuille流动)，则可用较简单的White-Metzner模型或Lodge的类弹性液体模型。
这些模型除能给出材料粘度外(尽管为牛顿粘度)，还预示了剪切层流中的法向应力差效应。
二阶流体模型也具有类似的效能，且由于方程形式简单，更受人青睐。
在更多的实际加工过程中，流场十分复杂，稳态剪切流动往往不占优势，如在横截面有突然变化的管道中流动(口模入口区的收敛流动，出口区的松弛流动等)时,过程特征时间常常小于流体特征时间,在短时间内流体元承受迅速改变的形变，多表现出弹性行为。
在这种情况下，最好采用能正确描述应力松弛和推迟效应的流变模型。
已知对类似毛细管入口流动的处理，最好采用积分型流变模型，如Meister模型，Bird-Carreau模型等。
但是积分方程加上一些运动和应力边界条件的定解问题，其求解过程是困难的，即使采用计算机数值处理，也非一件易事。
因此在解决实际加工问题时，必须加以简化。