高分子流变学

高分子流变学是研究高分子结构、分子运动特性和材料成形加工行为间相互关系的学科，对分子结构调控、凝聚态结构设计和制品成形加工具有重要的指导意义。本书共六章，介绍流变学基本原理和高分子材料主要流变学知识，涉及流变学基础、高分子流变行为分子量与分子结构效应、溶液与凝胶流变学、均相高分子体系流变学、非均相高分子体系流变学等。

目录

总序

前言

章 引言 1

1.1 流变学概述 2

1.1.1 流变学的基本定义 2

1.1.2 高分子流变特性及其特点 4

1.1.3 高分子流变学主要理论的产生和发展 6

1.2 流变学基础 7

1.2.1 应力和压力 7

1.2.2 应力张量 11

1.2.3 法向应力差 14

1.2.4 应变与应变速率 18

参考文献 21

第2章 高分子流变学基础 22

2.1 黏度与模量 22

2.1.1 黏度 22

2.1.2 模量 27

2.2 高分子的力学响应与黏弹性 30

2.2.1 力学响应特征 30

2.2.2 高分子黏弹行为 33

2.3 次级流动与不稳定流动 38

2.3.1 次级流动 38

2.3.2 不稳定流动与熔体破裂 39

2.4 稳态与动态流变行为 48

2.4.1 稳态流变行为 48

2.4.2 动态流变行为 50

2.4.3 动态流变行为与稳态流变行为的关联 53

2.5 分子量效应 54

2.5.1 对黏性的影响 54

2.5.2 对力学性能的影响 56

2.5.3 对玻璃化转变温度的影响 57

2.5.4 对黏弹行为的影响 57

2.6 分子结构效应 57

2.6.1 对特性黏数的影响 57

2.6.2 对黏度的影响 59

2.6.3 对玻璃化转变温度的影响 61

2.6.4 对黏弹性的影响 62

参考文献 63

第3章 高分子溶液与凝胶流变学 65

3.1 高分子溶液概述 65

3.2 稀溶液的流变行为 67

3.2.1 溶液的黏度 67

3.2.2 Rouse理论 69

3.2.3 稀溶液的线性流变行为 73

3.2.4 稀溶液的非线性流变行为 76

3.3 半稀溶液的流变行为 86

3.3.1 半稀溶液的热力学 87

3.3.2 标度理论和半稀溶液 91

3.3.3 管状模型和蛇行理论 100

3.4 聚电解质溶液的流变行为 104

3.4.1 聚电解质溶液的特性 104

3.4.2 聚电解质溶液中电荷的凝聚和屏蔽 105

3.4.3 链伸展和盐效应 106

3.4.4 渗透压 109

3.4.5 聚电解质溶液中的标度关系 111

3.4.6 聚电解质-表面活性剂的流变学 112

3.4.7 “聚电解质效应”的新解释 118

3.5 高分子凝胶的流变行为 119

3.5.1 概述 119

3.5.2 凝胶理论 121

3.5.3 化学凝胶的流变学 123

3.5.4 物理凝胶的流变学 127

3.5.5 纳米粒子悬浮体系凝胶 138

参考文献 141

第4章 均相高分子体系流变学 146

4.1 本构方程 146

4.2 线性黏弹性 148

4.3 线性黏弹模型 148

4.3.1 Maxwell模型 149

4.3.2 Voigt模型 153

4.3.3 广义Maxwell模型 155

4.3.4 Voigt-Kelvin模型 158

4.3.5 Jeffreys模型 159

4.3.6 动态线性黏弹模型 159

4.3.7 其他线性模型 161

4.3.8 松弛谱 162

4.3.9 时-温等效原理 164

4.4 非线性黏弹模型 172

4.4.1 非线性形变 173

4.4.2 微分型本构方程 174

4.4.3 积分型本构方程 177

参考文献 181

第5章 非均相高分子体系流变学 184

5.1 嵌段共聚物 184

5.1.1 嵌段共聚物的相行为 184

5.1.2 嵌段共聚物的线性流变行为 186

5.1.3 嵌段共聚物的非线性流变行为 189

5.1.4 嵌段共聚物的剪切取向 191

5.2 高分子共混物 197

5.2.1 高分子共混物的相容性和相分离 198

5.2.2 部分相容共混体系相分离温度的确定 202

5.2.3 相分离机理对体系黏弹响应的影响 207

5.2.4 纳米粒子填充高分子共混物复合体系的流变学 210

5.3 共混体系的相形态及流场对相形态的影响 213

5.4 不相容共混体系的流变动力学模型 217

5.4.1 小形变模型 218

5.4.2 细长体模型 221

5.4.3 椭球状液滴形变模型 223

5.4.4 双连续相体系常用流变模型 229

5.5 相反转行为 231

5.5.1 黏度比模型 231

5.5.2 弹性比模型 232

5.5.3 黏弹性比模型 232

5.5.4 扭矩比模型 233

参考文献 236

第6章 填充改性高分子材料流变学 244

6.1 补强机理 245

6.1.1 类液-类固转变 245

6.1.2 “零切黏度”与“平衡模量” 246

6.1.3 流体动力学补强 247

6.1.4 非流体动力学补强 252

6.1.5 时间-浓度叠加原理 256

6.1.6 非Einstein行为 258

6.2 分子弛豫行为 259

6.2.1 结构杂化 259

6.2.2 链段松弛 261

6.3 线性流变行为 262

6.3.1 时间-浓度叠加原理 262

6.3.2 线性流变的TCS原理 264

6.3.3 “四相”流变模型 269

6.4 非线性流变行为 270

6.4.1 Payne效应 270

6.4.2 Payne效应的影响因素 270

6.4.3 Payne效应唯象模型 271

6.4.4 基体主导的非线性黏弹性 276

6.4.5 非线性黏弹性的“黏弹性”原理 278

6.4.6 非线性黏弹性的弹性应力和黏性应力分量 280

参考文献 283

关键词索引 300