高分子材料流变学第一章 1 第 一章 绪 论 1． 流变学概念 流变学——研究材料流动及变形规律的科学。 高分子材料流变学——研究高分子液体，主要指高分子熔体、高分子溶液，在流动状态下的非线性粘弹行为，以及这种行为与材料结构及其它物理、化学性质的关系。 流动→液体→粘性→耗散能量→产生永久形变→无记忆效应→ 变形→固体→弹性→贮存能量→形变可以恢复→有记忆效应→ Newton’s 定律→时间过程 H ooke’s 定律→瞬时响应 图 1-1 液体流动与固体变形的一般性对比 Newton’s 流动定律 0 牛顿流体 H ooke’s 弹性定律 E 虎克弹性体 实际材料往往表现出远为复杂的力学性质。如沥青、粘土、橡胶、石油、蛋清、血浆、食品、化工原材料、泥石流、地壳，尤其是形形色色高分子材料和制品，它们既能流动，又能变形；既有粘性，又有弹性；变形中会发生粘性损耗，流动时又有弹性记忆效应，粘弹性结合，流变性并存。 高分子材料流变学第一章 2 对于这类材料，仅用牛顿流动定律或虎克弹性定律已无法全面描述其复杂力学响应规律，必须发展一门新学科——流变学对其进行研究。 流变性实质——“固-液两相性”，“粘弹性”并存。 这种粘弹性不是小变形下的线性粘弹性，而是材料在大变形、长时间应力作用下呈现的非线性粘弹行为。 流动与变形又是两个紧密相关的概念。在时间长河中，万物皆流，万物皆变。流动可视为广义的变形，而变形也可视为广义的流动。两者的差别主要在于外力作用时间的长短及观察者观察时间的不同。按地质年代计算，坚硬的地壳也在流动，地质学中著名的“板块理论”揭示了亿万年来地球大陆板块的变化和运动。另一方面，如果以极快的速度瞬间打击某种液体时，甚至连水都表现了一定的“反弹性”。 1928 年，美国物理化学家 E.C.Bingham 正式命名“流变学（rheology）”，字头取古希腊哲学家 Heraclitus 所说的“”，意即万物皆流。1929年成立流变学会，创办流变学报（Journal of Rheology），一般将此认为流变学诞生日。 流变学是一门涉及多学科交叉的边缘科学。 高分子材料流变学的研究内容与高分子物理学、高分子化学、高分子材料加工原理、高分子材料工程、连续体力学、非线性传热理论等联系密切；其研究对象的力学、热学性质相当复杂。 高分子材料流变学第一章 3 一则由于工业发展的迫切需要，二则由于科学理论的日趋成熟，几十年来流变学，特别...
