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第1章 绪 论 1. 流变学发展历史 ? 公元前1540年 　 第一个有记载的流变学家是 Amenemhet (埃及人)，他发明了用来记录时间的水钟。 ? 17世纪以后 Hooke(1678)陈述了弹性体应力和应变的关系； Newton(1687)观察到液体流动阻力和应变速率之间成正比例关系。 ? 19世纪 流变学重要的里程碑： Hagen(1839)研究毛细管中液体的流动取决于两个量：压力降和动能。 Poiseuille(1841)发现液体在毛细管中流动，流体的粘度与其流量、管长、管径、粘度及压力降之间的定量关系。 Helmholtz 推出了数学表达式 ? 20世纪 Bingham (1922，现代流变学之父)提出了屈服应力的概念，他和M. Reiner对流变学积累的零散知识进行了系统归纳。1929年流变学这个名字被正式提出。Ostwald(1925)和de Waele(1923)、Herschel和Bulkley(1926)提出了剪切速率和粘度关系的方程。 　 (1) 本构方程 微分模型、积分模型、网状模型和分子模型。 (2) 实验进展和流变描述 剪切流动、法向应力和爬杆效应、动态研究、触变性、流动不稳定性、湍流、光学 研究/ 双折射、时温叠加和拉伸行为。 (3) 先进材料 液晶、复合材料、电流变流体 、磁流变流体和两相系统。 (4) 计算机流变学 连续模拟和分子动态模拟。 每年流变学协会颁发Bingham奖。 2. 定义 流变学：研究材料流动和形变的科学。 聚合物流变学：研究聚合物流动和形变的科学。 3. 聚合物流变学研究的内容 3.1 聚合物流变行为与数学模式 线性弹性、线性粘性、非线性弹性、非线性粘性和线性粘弹性。 3.2 聚合物的流变行为与温度压力和化学环境 (环境参数)的关系。 3.3 分子量、分子结构、添加剂的浓度(材 料参数)等对聚合物流变性能的影响。 3.4 聚合物流变性能的表征和测定方法。 3.5 聚合物流变学的实际应用。 4. 聚合物流变行为的特征 4.1 经典的力学模式 4.1.1 固体 刚体和线性弹性体或虎克弹性体。 刚体不改变形状，弹性体的形状取于所施加的力。 4.1.2 液体 完全液体和线性粘性流体或牛顿液体在 完全流体中，流体作用在任何表面上的力总是垂直于该表面。这种力称为静压力。对于 线性粘性流体，如流体是静止的，静水压是各向同性的；如施加任何别的力，流体发生变形，这种变形称为流动。 4.2 晶体和液体的热力学含义 对于低分子物质，比容或比热随温度变化的曲线(如图1-1) 熔点的热力学含义：在Tm时，晶体和液体的自由能相等。 熔点的热力学含义：低于Tm时，材料是线弹性；高于Tm，材料表现为线性粘弹性。 4.3 聚合物的特性 4.3.1 硫化的天然橡胶 这种橡胶在液氮中快速冷却，然后加热， 比容-温度曲线(如图1-2) 在低温时，硫化橡胶虽然表现为固体的性质，但其分子排列是无序的，所以是无定形固体。 在温度接近Tg时做实验，硫化橡胶的变形还与时间有关(如图1-3)。对硫化橡胶而言，当力除去后，它会恢复到原来的形状。 4.3.2 未硫化的天然橡胶 这种橡胶的比容-温度曲线与图1-1相似， 聚合物流变性的特点 ? 多样性 固体高聚物的变形在不同环境条件下可呈现线性弹性、橡胶弹性及粘弹性；溶液和熔体的流动则可呈现线性粘性、非线性粘性、塑性、触变性等不同的流变行为。 ? 高弹性 这是聚合物特有的流变行为。轻度交联的聚合物在高于玻璃化温度时，可以发生很大的形变，这是橡胶的弹性。 ? 时间依赖性 同一聚合物在短时间应力作用下呈现弹性变形，而在较长时间作用下则呈现粘性变形。 5. 聚合物流变学的应用 为开发新材料提供表征其流变性的依据；为聚合物加工成型确定加工工艺条件；为研究聚合物的分子结构提供重要的信息。 6. 本书的内容 流变学的基本概念； 流变性的各种数学模型(线性模型、线 性粘性、非线性弹性、非线性粘性和线性粘弹性)； 聚合物材料的断裂行为和强度。 主要参考书： 1.（美国）L.E.尼尔生著，范庆荣、宋家 琪译 聚合物流变学 2. 金日光主编 高聚物流变学及