高分子材料工程专业外语第二版(UNIT23-32译文).docx

高分子材料工程专业外语（第二版）UNIT23-32注：本次译文纯人工操作，如有问题，尽量谅解哈~UNIT 23 聚合物加工在其最一般的情况下，聚合物加工涉及固态（有时是液态）聚合物树脂以一种不规则的形式（如：粉状、球状、珠粒状）转化成一种具有特殊形状、尺寸和性能的固态塑料制品。这通过转变过程来实现：挤出、模塑、压延、涂覆、热成型等。为了实现上面的目的，加工过程通常涉及下述操作：固体输送、压缩、加热、熔融、混合、成型、冷却、固化及修饰。显然，这些操作不必按序发生，而许多可以同时发生。通过成型可以赋予材料所需要的几何形状和尺寸。它包括黏弹性形变和热成型，这种黏弹性形变和热传递是和产品从熔体的固化相联系的。成型包括：（1）二维操作，如：口模成型、压延及涂覆。（2）三维的模塑和成型操作。二维的操作要么是连续的固定队的形状（如：薄膜及片材挤出、电线的涂层、纸和片材涂覆、压延、纤维纺丝、管材和型材挤出等），要么是间歇式的，在挤出的情况下伴有间歇挤出吹膜。通常模塑成型操作是间歇式的，然而它们倾向于非固定条件。热成型、真空成型及类似过程可以被看做是二次成型操作，因为它们通常包括已成型形状的再次成型。在某些情况下，像吹塑，加工包括首次成型（型坯形成）和二次成型（型坯膨胀）。成型操作包括同时或交错的液体流动和热传递。在二维加工中，固化伴随着成型加工，反之在三维加工的固化和成型往往在模具中同时发生。根据材料的性质、设备和加工条件的不同，流动形式以及根据流动面的自由与否，通常包含剪切流动、拉伸流动及挤压流动。经历了流动和固化的聚合物热机械历史导致了加工产品中微观结构（形态学、结晶度及取向分布）的发展。产品的最终性能与微观结构是紧密相关的。因此，加工和产品质量的控制必须基于在树脂性能、设备设计、操作条件、热机械历史、微观结构和最终产品性能之间相互作用的了解。数学建模和计算机模拟被同时用于获得这些相互间作用的了解。鉴于进一步利用计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助工程（CAD/CAM/CAE）系统协同塑料塑料加工诸如这一趋近获得了更多的重要性。下面的讨论将重点放在包括塑料成型操作一些基本概念上。适当考虑说明热机械历史和微观结构发展，将强调最近关于分析和一些重要商品加工模型的进展。在上端（1~6）的标准参考中能够找到本主题更广泛的综述。正如上面所提到的，成型操作包含液体流动和热传递，对于相变化，还包括黏弹性聚合物的熔融。稳定和非稳定状态加工是相冲突的。这种典型操作的科学分析需要解决相关连续、运转和能量平衡（如：守恒方程）。UNIT 24 聚合物的机械性能聚合物的机械性能在聚合物被用于所有应用中是非常重要的。机械行为涉及外力作用下的材料变形。最重要和最典型的机械性能是模量。模量是外加应力和相应形变的比值。模量的倒数称作柔量。模量的性质依赖于形变的性质。表24.1给出了三种最重要的基本变形方式和由这些变性推倒得到的模量（或柔量），表中也给出了弹性指数的定义。其他非常重要的，但更复杂的变形有弯曲和扭转。从弯曲或变形中也可以获得拉伸模量。扭转由刚性来决定。交联弹性体是一个特例。因为交联这种聚合物几乎不显示流动行为。Kuhn,Guth,James,Mark,Flory,Gee和Treloar发展了橡胶弹性动力学理论。对于在低应变力下的杨氏模量导出了下列方程式。上述段落涉及了纯的弹性形变，也就是说，假设应变是与时间无关的应力的函数。实际上，材料从不是纯弹性的：在一定情况下，他们是非弹性性质。对聚合物尤其如此，在金属被认为是纯弹性的情况下聚合物表现出非弹性形变。习惯上用粘弹性形变而不是纯弹性形变来表示。按字面意义上讲黏弹性术语的意思是既有弹性又有黏性。弹性形变中应力-应变的关系是有时间依赖性的，黏弹性现象总是涉及性能随时间的变化。测量黏弹性材料形变对周期性应力的响应，例如在强迫振动中，显示出应力应变不是同相位的；应变落后于应力一个相位角δ，也就是损耗角。因此，材料的模量即复合模量包括储存模量和损失模量，其中储存模量决定了以弹性能量储存的可恢复能量的多少，损失模量决定了材料形变时以热量形式散失的能量。UNIT 25 聚合物的热性能热稳定性与转变和分解温度紧密相关的，即固有性质。通过热稳定性可完全理解诸如重量、强度、绝缘能力等性能在热作用下的稳定性和（或保留率）。熔点或降解温度始终形成上限；“使用”温度可以略低点儿。在惰性气体中，热能影响下的聚合物降解方式一方面由聚合物自身的化学结构决定，另一方面由不稳定结构的微量存在所决定。热降解直到温度高达初始化学键断裂才发生。对于许多聚合物来说，热降解是最弱的键断裂，因此热降解由键的断裂能决定。由于在几乎所有的分解反应中熵变是同一级别的，那么可以由此假定活化熵也近似是同一级别的。这意味着，原则上键的断裂能决定了这一现象。因此，可