高分子材料流变学教学

高分子材料流变学Polymerrheology一、课内学时：40学时；学分：2学分二、使用专业：高分子化学与物理、材料学、材料加工工程、高分子机械设计三、预修课程：高分子化学、高分子物理学、高分子结构与性能、高分子加工原理、场论四、教学目的：《高分子材料加工原理》是高分子材料与工程专业本科生的必修课，课程设置的目的是：1．使学生对高分子材料加工过程的基本原理，主要包括高分子材料在成型加工过程中的基本流变学原理和传热学原理有比较全面的认识。结合高分子物理学、材料加工工艺学、加工机械及模具设计，理解高分子材料的流变性质、传热性能与材料的结构、性能、制品配方、加工工艺条件、加工机械及模具的设计和应用之间的关系。2．掌握高分子材料的基本流变学性质和传热学性能；了解研究高分子材料流变性质、传热性能的基本数学、力学方法；掌握测量、研究高分子材料流变性质、传热性能的基本实验方法和手段。为进一步学习《聚合反应工程学》、《材料成型加工工艺学》、《材料成型加工机械》、《模具设计》等课程打下基础。3．讨论典型高分子材料成型加工过程的流变学、传热学原理，讨论多相聚合物体系（复合材料）的流变性质和传热性能，为分析和改进生产工艺、指导配方设计、开发和应用高分子材料提供一定的理论基础。本课程属一门多学科交叉，理论性与实践性均很强的新兴学科，国内目前尚无统一大纲和教材。鉴于目前介绍关于高分子材料传热性能的书籍比较混乱，本大纲暂时先拟定讲授高分子材料流变学的基本内容和要求。以后条件成熟时，再补充高分子材料传热学方面的内容。高分子流变学要求的教学时数为32学时，高分子传热学要求的教学时数为16学时，总计教学时数为48学时。关于高分子材料流变学部分，本大纲遵循基本理论与生产实践相结合，既有一定广度，又有一定深度、新度，材料宏观性质与微观结构分析相结合，唯象性讨论与建立数学模型相结合的特点，按照少而精的原则，设置了七章二十节内容，教学时数为32学时。各章节的基本教学要求如下：第一、二、三章：1．前三章为本课程学习的重点和基础。2．要求掌握流变学研究中的基本物理量及基本流变函数。理解高聚物液体的流动机理，理解高聚物液体流动时发生剪切变稀、挤出胀大、熔体破裂等奇异流变现象。能用“高分子构象改变理论”说明其奇异粘弹性。3．了解非牛顿流体的类别和流动特点。呜4．搜掌握片各类研条件筑和参或数对受高聚遗物液史体剪缸切粘柜度的好影响鱼规律练，包垦括：神加工铅条件醉（温畏度、惩压力筐、剪锅切速故率、气剪切团应力问），育分子葛结构却参数激（分腥子量盗、分涛子量沫分布朽、长暮链支便化程届度）兆，配旱方参扣数（烤填充疏－增耗强剂伙、软枣化－格增塑辽剂）葵。湾5．长理解永高分扫子液导体流单动中圈的弹寸性效江应及方影响臣液体洲弹性抗的因疑素。替第四局章：何1．饰流变猴学基虚础方震程，咬特别妹本构共方程狱是流瓦变学涝研究铅的中绩心课竹题，象但由灰于需插要较榴多数娃学准炉备知仪识，烤对材监料类哲专业号本科僻生不爪宜提爬出过技高要与求。穗主要偿使学扁生了咐解本娇构方禽程基漏本概晒念及锤建立架高聚掉物液嚷体流掀变本秆构方以程基京本方陕法，满对力券学模育型和巷分子之模型救理论制有初蕉步的筒认识坝。指2．支掌握膨幂率舒方程翅。绘3．飘了解兄定量香研究题高聚扒物流精变性晒质的闸数学令、力帽学方童法；膛了解土连续床性方障程，内运动煮方程罚及能纺量方歪程的摆物理夫意义宇。诉4．君了解尿平行野板之播间的拉拖曳遥流及逝圆柱框形流皇道中胁压力约流的惭流场径分析凡。佣第五后章：请1．梯熟悉狮和理剃解测嫌量聚脖合物食熔体无、溶叶液剪赌切粘赖度的女几种菠方法溪及原疲理，迟尤其包对高肥压毛搬细管俊流变东仪的姑测量检原理法、数益据处蚕理方盗法（敲Ra草bi良no节wi头tc飘h修丙正，嘉Ba简gl燥ey鹊修正译）、夫测量愚结果穗分析品等有吗较好抛的理昨解。季2．誓了解文高分茫子材筛料的童动态梢粘弹艰性，败了解隙测量口动态席粘弹裙性质版的方傍法。碧第六行章：视1．敞本章刮选择啊具有封代表垮性的海挤出荐加工御过程裁，混嚼炼加骄工过灰程，尼压延太成型叔过程匀及注守射成籍型过削程，岛讨论荡流变乎学分寇析在么研究过加工私原理绿中的蠢作用意，不台同专害业也川可视孟教学姓对象批的不余同及歼学时辣的宽征松加勺以节足选及勒增删蛋。渔2．径理解恰各加薄工过两程的朗流变乓学分丢析方坚法及流结论沉，理故解这酿些结崇论的贝物理建意义演。虹3．株讲解议的重割点放河在牛粮顿流标体的望等温数流动厌过程贵上，篇求解欠过程杯尽管日简化迟，侧采重流沿场的萝分析堡及结永果的垦讨论平，并厕恰当窄地推挪广到沉非牛拔顿流汗体的榴情形兴。办第七发章：北1．掏在丰腐富的菠多相膀聚合镰物弹嚼性流弹变性瓣质研术究中矩，本束章选释择两化相聚饲合物禁共混挖体系乡及填户充聚谷合物房体系缸加以座介绍戏，介帜绍的揉目的淘是使既学生惰理解齐在对群新的谣高分牧子复版合材融料的递开发主中，钳流变茫性质宝的意菠义。窝2．斧理解混多相击聚合宵物体欧系的倚粘弹结行为臂及其沟他特记殊性翅质。催3．友以流提变性伏－形蛮态结怖构－橡力学妥性能谈为中谦心线寄索，除让学甲生进羊一步滑理解尚复合在材料昼的微馒观、私亚微还观结延构与织宏观固性质孤之间部的联舱系。叠五、掌大纲浑内容货（注伟：辣“赞*升”吓表示姐重点梦，洗“顺#恋”捏表示边难点季，芦“★必”看表示随涉及舍学科乏前沿呆）绪论摩主要筑讲解峰：流围变学剖研究敞的内屋容和违意义攀；奇狂异流炊变现唇象；希粘流筝态特扰征及愈流动召机理灭*坟。妄基本硬物理坐量和阁高分损子液灰体的轰基本式流变辩性质距基本狱物理鄙量温*#茅主要呀讲解较：应孝力与盛偏应佣力张丛量；仅形变附和形灵变梯伍度张或量；蹲速度学梯度浑、形眨变率针张量殖粘度筑与法起向应绞力差陡系数基*近主要呜讲解芹：表秃观剪占切粘影度函汽数；绩第一烂、第敢二法叼向应太力差缩函数图；拉恨伸粘滴度函愚数愚3．暗非牛帐顿型轧流体通的分课类浮*批主要餐讲解胡：趴Bi请ng推ha挎m列塑性增体；顶假塑吓性流隙体；宫胀塑屑性流阻体迹4．住关于性剪切信粘度耗的深汽入讨抛论龟*基主要确讲解枯：温府度政T宏的影喇响；惕剪切原速率饲和剪弯切应帆力的税影响形；造“辰时温贱等效犹原理劝”袖在流刊动曲候线上甜的应死用；滩压力叠的影汪响；型配合让剂的糠影响距关于粘＂剪眉切变丢稀＂仇行为栏的说侧明棚主要察讲解誓：高硬分子治构象斤改变额说；忌类橡杨胶液什体理水论郊6．扫高分深子液身体弹职性效国应的能描述澡*垦主要屈讲解找：可蔑恢复搜形变朵量慎S顺Ｒ瘦；挤丝出胀叉大比巡及口著型出馒口压舞力降掩；第逃一、殃二法蹲向应凉力差国系数奴7．哑高分造子液俘体的往动态乞粘弹构性解主要恶讲解船：小奶振幅反振荡倍剪切脸流场捐的数仇学分巧析；贪动态先粘弹友性与评稳态异流变掠性的范关系榜非线米性粘援弹流炭体的瑞本构释方程雪本构活方程斩概念摩速率笔型本皱构方飞程登*#您主要饶讲解杜：经怕典的焰线性钳粘弹降性模终型图━━妙Ｍ抬ax绩we隙ll提模型因；空画间描糟述法婶和物绢质描贱述法降；广秘义Ｍ珍ax彼we破ll忙模型阶#过；Ｒ愤iv加li朝n-丘Er鸽ic久ks寸en党二阶筐流体麦模型意#端3．佳积分术型本痕构方合程捎*#劫主要箱讲解酱：千Bo焦lz探ma勿mm瓜叠加浅原理倾；职Ma凳xw拢el携l新模型蜡的积吃分形庆式；国Lo夏dg常e炉网络婆理论映━━颈类橡僻胶液仰体理更论；巷Ｍ盼ei扮st夺er沉模型权和Ｂ寿ir炕d-泼Ca拍rr嫩ea件u偿模型斗#毙流变嘴模型纤对高沿分子峡科学玉和高婶分子异工程梳问题拔的意诉义旨高分斑子流黑变本朽构方些程的洁分子息理论挖高分态子稀税溶液些和浓脉厚体卸系惯孤立曲分子昨链的州粘弹明性理扑论眠*#庄主要榨讲解他：D逐eb皂ye笔珠-农链模罢型的具主要货观点戚；福Ro包us脆e-棉Zi植mm早模型搬的主慧要假虏定及惰处理之方法抖；引Ro膏us层e-野Zi菊mm柴模型串的显颠式本峡构方歇程；荒流体炎动力渴学相方互作键用，弊Zi剪mm歇的修颤正；他非仿懂射变召形假拼定和注带滑蓬动函肥数的澡Ro宽us角e-河Zi亦mm棕模型恶★饶高分记子浓先厚体检系的肤流变沸模型尿和本裳构方阿程直*#燥主要映讲解丘：高剂分子痒浓厚娇体系专的性氏质；很缠结溉高分阻子的膛模型或化冈——仙蠕动俗模型鞭★新；高柴分子惑浓厚懂体系虏的流期变本欠构方龟程，望Do打i-喇Ed帝wa传rd帅s婆模型订★鼓4．阴分子傍结构剥参数挥对流系变性翁质的部影响狐*尾主要黎讲解暖：平与均分狭子量搁的影眨响；酒分子盯量分挺布的代影响各；支龙化结玉构的异影响饲；讨奖论分匙子结匠构参茅数对糖流变卷性影碗响的艇意义珍5．当松弛罚时间滋谱及狂其与羡材料客粘弹倾性函遵数间劣的关耻系岩#基主要辰讲解辈：松钓弛时缓间谱煌的定庸义；鞭松弛逮时间倒谱与立材料障粘弹播函数缓的关职系；从★收由实喷验数中据直州接求院取材赤料松模弛时波间谱解的方寸法；折影响肆流变像松弛移时间养谱的经因素硬输运悟过程稠的基蛋本方芝程及锄基本小流动撒形式森连续辱性方呢程挣━━躲质量功守恒督律席运动因方程芽━━狸动量梁守恒桐律塑能量嘱方程群━━范能量烂守恒孙律交平行钳板间逆的等验温拖候曳流类和管先道中坦的压矛力流飘主要券讲解京：平危行板找间的愉等温占拖曳予流；车园形伤管道垮中的谁压力芬流螺输运跑过程抖基本哑方程趴在直惭角坐文标系仗和柱泰坐标康系中立的形环式符流变点测量室学目毛细昆管流唤变仪懒的测湿量原趁理和妥方法室*沫主要缩讲解词：毛呼细管原流变卸仪的负基本唐构造挣；完密全发常展区勤内的星流场栗分析忆；入悲口区勾附近丈的流自场分复析，艳Ba麻gl动ey萝修正动；出哲口区幼的流击动情许况穿锥－开板型嘱转子轮流变视仪简绘介婚主要激讲解脆：锥腾－板陡型流饿变仪晕测量滥粘度地；锥昂－板刘型流批变仪悼测量诸法向砍应力的差函适数；求锥－卸板型具流变棚仪进胳行动界态粘薪弹性俭测量筝落球北式粘寸度计拨的测多量原饱理歌混炼芬机型嚷转矩借流变娇仪的吵原理车和用从途证主要欢讲解劫：结馅构与说用途检；转朽矩绝奶对值域及其泄波动踩的意刻义备高分督子材竿料典卖型加铁工成覆型过股程的畅流变挪分析懒1．塑混炼鸣工艺给与压悟延工皇艺（恋辊筒视上的给成型宗加工杆过程伤）交*投主要叛讲解明：运鬼动方岛程与播润滑秃近似竞假定职；速知度分植布与蜓压力立分布括公式属；关刊于辊鼓筒间哀压力扶与速吐度分预布讨羽论唱2．陡挤出彻成型争过程晶*园主要鞭讲解猎：物寻料在皱匀化线计量孔段螺鹿槽中误的流锄动；资机头馋口型郊中物隔料的崭流动竹；实牵行稳底定挤裕出的读一些石流变分学考劝虑相3．恨纤维鹊纺丝沃成型唯过程跟主要粪讲解旬：稳川态单摊轴拉戴伸流质动的帖数学喘解析节；稳辨态单畅轴拉狼伸流渐动的竟本构哪模型膨描述昼；纤蒸维纺挪丝成屋型原泡理简裹述；洗单轴溜拉伸肺粘度蝶的实玻验测季定；践物料工的可吐纺性膛及与慧分子额参数错的关激系渡注塑以成型异过程穷及注男射模盼具计臭算机购辅助惜设计铸中的段流变蓄学问荒题把1．当注塑修成型蚁过程赢的流躁变分愉析任*末主要念讲解犹：注边塑成式型过芦程简渔介；贩简化哥假定册和基洒本方主程；咏充模触压力总分析餐；注孔塑制山品中耀的残敲余应向力及铅分子驴取向涉2．接注射娘模具炮计算碗机辅蹈助设恰计的羽一般熟要求勺及步椒骤听主要里讲解狼：注呜塑模玉具的陈主要墨功能滑及一育般设偿计要保求；绞注塑易模具寇CA鄙D设茂计的吼一般划步骤疤3．链注塑车模具嗽流变金学参冠数的魄CA醋D设友计往#味主要沟讲解邪：差窄分法丹计算增的基朗本方扇程；搅方程眉的求续解和胃程序睬编写日；图析解法蝶确定嗓填充怪图象培（罗L/家H瞧法）袭有限涨元法社绘制应填充徒图象位主要刘讲解虹：有值限元裁法绘佳制填监充图慕象的穴主要承步骤语；编吗制有午限元巴程序狱的基币本方除程；得有限横元程鞋序；啄应用坛举例见高分狸子熔材体流袍动不物稳定鉴性及终壁滑罩现象远1．谎挤颗出成兄型过脆程中淡的熔交体破随裂行昏为由*尚主要且讲解哀：两蛮类熔撤体破音裂现齐象；继熔体盆破裂岗现象随的机版理分止析；医影响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