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第1章 中国高分子科学的发展概况与趋势1

1.1 历史的回顾1

1.2 中国高分子科学研究的概况3

1.2.1 一般概况3

1.2.2 学科概况3

1.2.3 学科特点4

1.2.4 目前存在的问题5

1.3 中国高分子化学的研究6

1.4 中国高分子物理的研究7

1.5 中国高分子工程的研究8

1.6 中国功能高分子与新材料的研究9

1.7 高分子科学发展趋势与展望11

参考文献12

第2章 聚合物成型原理及流变学14

2.1 聚合物加工成型原理14

2.2 聚合物熔体流变模型15

2.2.1 各向异性聚合物链构象结构流变模型17

2.2.2 指数定律流变模型20

2.2.3 体积守恒流变模型24

2.3 聚合物共混体系流变模型24

2.3.1 聚合物/聚合物熔体共混过程动力学模型24

2.3.2 聚合物共混体系静态凝聚理论30

2.4 聚合物复杂流体的唯象定律32

参考文献34

第3章 聚合物在螺杆上的挤出过程36

3.1 概述36

3.1.1 挤出的特点36

3.1.2 螺杆几何参数37

3.1.3 挤出过程37

3.1.4 研究领域--g函数群和f函数群40

3.1.5 黑箱与可视化技术40

3.1.6 挤出理论物理模型44

3.2 固体输送理论46

3.2.1 非塞流固体输送理论46

3.2.2 塞流固体输送理论50

3.3 熔融理论56

3.3.1 熔融段第一区--上熔膜区56

3.3.2 熔融段第二区--熔池区(Tadmor熔融理论)56

3.3.3 熔融段第三区--5区模型62

3.3.4 熔融段第四区--固相破碎理论64

3.4 熔体输送理论--熔体输送区68

3.4.1 基本方程及其简化68

3.4.2 无限平行板模型详解70

3.4.3 牛顿平行平板模型的修正74

3.4.4 二维和三级流动模型分析77

参考文献80

第4章 聚合物在应力作用下的力化学反应82

4.1 引言82

4.2 高分子溶液力化学反应83

4.2.1 高分子溶液的超声波辐照力化学反应83

4.2.2 高速搅拌下聚合物溶液的力化学反应89

4.3 高分子固态力化学反应90

4.3.1 力化学降解90

4.3.2 新型力化学反应设备93

4.3.3 固相力化学聚合和共聚合反应93

4.3.4 聚合物共混填充体系的力化学增容96

4.4 高分子熔体力化学反应97

4.4.1 聚合物熔体的力化学降解97

4.4.2 聚合物共混体系熔体力化学增容99

4.4.3 聚合物熔体力化学改性100

参考文献101

第5章 聚合物合金成型过程中的热力学行为104

5.1 引言104

5.2 Flory-Huggins理论104

5.3 状态方程理论105

5.3.1 Flory状态方程理论105

5.3.2 格子流体理论106

5.3.3 SAFT理论107

5.4 近代物理方法在聚合物理论研究中的应用107

5.4.1 标度与重整化群理论108

5.4.2 密度泛函理论108

5.4.3 格子集团理论109

5.4.4 积分方程理论109

5.5 结束语110

参考文献110

第6章 振动力场作用下聚合物熔体的流动行为116

6.1 概述116

6.2 聚合物加工过程中的熔体振动技术116

6.2.1 聚合物熔体中引入振动力场的基本体系116

6.2.2 聚合物熔体振动挤出技术116

6.2.3 聚合物熔体振动注射技术119

6.3 振动力场对熔体黏弹性的影响121

6.3.1 小振幅振动剪切流场中的黏弹流体121

6.3.2 振动力场对聚合物熔体黏性的影响122

6.3.3 振动力场对聚合物熔体弹性的影响125

6.3.4 振动力场作用下的熔体的本构方程描述127

6.4 熔体振动对聚合物加工过程的影响128

6.4.1 振动力场对熔体挤出加工过程的影响128

6.4.2 振动力场对熔体注射加工过程的影响129

6.5 结束语130

参考文献130

第7章 聚合物电磁动态塑化成型原理及技术132

7.1 概述132

7.1.1 挤出成型加工技术及挤出机的发展132

7.1.2 注射成型技术及注射机的发展134

7.2 聚合物塑化挤出新概念135

7.2.1 挤出机直接电磁换能及结构集成化135

7.2.2 聚合物动态塑化挤出过程概念136

7.3 振动力场作用下聚合物塑化挤出成型原理136

7.3.1 振动力场对固体物料输送段的影响136

7.3.2 振动力场作用下聚合物熔融塑化137

7.3.3 振动力场强化聚合物熔体输送挤出过程137

7.4 塑料电磁动态塑化挤出机及其应用139

7.4.1 结构及技术特点139

7.4.2 主要技术特性试验结果139

7.4.3 挤出制品特性研究140

7.5 振动力场强化聚合物塑化注射成型技术142

7.5.1 聚合物动态塑化注射成型概念142

7.5.2 塑料电磁动态塑化注射机及其技术特征143

7.5.3 振动场强化塑料注射成型制品的性能144

参考文献145

第8章 气辅注塑成型原理及技术146

8.1 概述146

8.2 气体辅助注塑成型原理146

8.2.1 基本工艺过程146

8.2.2 气体发生与控制设备146

8.2.3 气体控制和注入技术147

8.2.4 加工控制基本参数148

8.3 计算机辅助工程(CAE)在气辅中应用149

8.3.1 气辅注塑中CAE应用的意义149

8.3.2 典型CAE软件的数学表达150

8.3.3 CAE分析150

8.4 气辅注塑成型应用151

8.4.1 厚壁、偏壁及管棒状制件151

8.4.2 平板状制件151

8.4.3 产品缺陷诊断与排除154

8.5 模具设计制造和产品设计准则156

8.5.1模具设计与制造技术156

8.5.2 产品设计准则157

8.6 展望160

参考文献160

第9章 聚合物吹塑成型原理及技术162

9.1 概述162

9.2 中空吹塑成型原理163

9.2.1 中空吹塑成型过程及原理163

9.2.2 中空吹塑成型中的流变学问题164

9.3 吹塑成型技术170

9.3.1 吹塑成型的主要方法170

9.3.2 吹塑成型的设备171

9.3.3 吹塑成型模具173

9.3.4 吹塑成型中的型坯壁厚控制176

9.3.5 吹塑成型用聚合物的选择178

9.4 吹塑成型的工业应用179

9.5 展望吹塑成型180

参考文献180

第10章 反应加工184

10.1 反应加工的基础知识184

10.1.1 反应加工技术的形成背景184

10.1.2 反应加工技术分类186

10.2 反应挤出用于高分子改性190

10.2.1 高分子可控降解的反应挤出191

10.2.2 高聚物的接枝聚合反应192

10.2.3 高分子合金195

10.3 聚合反应挤出技术200

10.3.1 聚合反应挤出技术实施的前提200

10.3.2 缩合聚合反应201

10.3.3 开环聚合反应204

10.3.4 双键聚合反应207

10.4 反应挤出聚合的控制原理216

10.4.1 数学模拟216

10.4.2 反应动力学模型217

10.4.3 停留时间分布的模型218

10.4.4 流动模型219

10.4.5 黏度模型220

10.4.6 传热模型220

10.5 结束语221

参考文献222

第11章 聚合物的凝胶纺丝原理与技术225

11.1 前言225

11.1.1 凝胶纺丝技术的由来及基本特征225

11.1.2 凝胶纺丝技术发展概况226

11.2 凝胶纺丝的基本原理229

11.2.1 纤维高强化的理论计算及理想结构模型229

11.2.2 常规纤维结构与理想结构模型的差距229

11.2.3 凝胶纺丝成品纤维结构及其形成的机理231

11.3 凝胶纺丝用主要设备特征236

11.3.1 双螺杆纺丝机的结构及作用236

11.3.2 超倍拉伸机设计的基本原则236

11.4 展望237

参考文献237

第12章 橡胶成型原理及技术239

12.1 橡胶成型概况239

12.1.1 橡胶成型239

12.1.2 橡胶成型的发展趋势239

12.2 橡胶与配合剂的混炼241

12.2.1 橡胶在密炼机中的混炼状态241

12.2.2 橡胶与固体粒子的混炼规律243

12.2.3 橡胶与油料的混炼规律245

12.2.4 密炼机橡胶混炼过程的功率控制245

12.2.5 密炼机橡胶混炼过程功率曲线247

12.3 混炼胶质量的预测与控制251

12.3.1 混炼胶黏度的预测252

12.3.2 混炼胶分散度的预测258

12.3.3 混炼胶质量的控制260

参考文献261

第13章 聚合物成型过程中的形态控制技术263

13.1 纤维增强复合材料的结构控制263

13.1.1 剪切控制取向挤出成型263

13.1.2 旋转挤出成型263

13.1.3 扩管口模共挤出成型264

13.1.4 剪切控制取向注射成型265

13.2 用形态控制技术实现聚合物材料自增强265

13.2.1 固相形变法266

13.2.2 流体相加工方法272

13.3 通过剪切作用下的液-液相分离控制共混物的形态281

参考文献284

第14章 聚合物复杂流体研究的数学方法286

14.1 控制方程286

14.2 本构方程286

14.2.1 Oldroyd-B(OB)流体287

14.2.2 Phan Thien-Tanner(PTT)流体287

14.2.3 FENE、FENE-P和FENE-CR流体287

14.3 聚合物流体流动问题的数值方法289

14.3.1 有限差分方法289

14.3.2 边界元方法289

14.3.3 有限体积方法289

14.3.4 有限元方法290

14.4 Lagrange-Euler(LE)方法292

14.4.1 流场内网格的剖分方法295

14.4.2 LE核心算法295

14.4.3 计算结果与实际流动问题的比较298

参考文献299

第15章 聚合物模压成型加工的计算模拟301

15.1聚合物模压成型加工计算模拟的一般方法301

15.2 聚合物模压成型过程的数学建模302

15.2.1 流变学模型302

15.2.2 化学流变学模型303

15.2.3 反应动力学模型304

15.2.4 脱气模型305

15.2.5 压实模型306

15.2.6 其他一些材料行为模型307

15.3 有限元数值方法在模压成型加工模拟中的应用307

15.4 纤维增强热塑性聚酰亚胺反应模压成型中脱气过程的模拟310

15.4.1 缩聚脱气过程的数学建模311

15.4.2 缩聚脱气模型的有限元求解313

15.4.3 缩聚税气条件的优化314

参考文献316

作者通讯录319