1. 聚合物流变学导论
第一章 绪论
教师：孙尉翔
mswxsun@scut.edu.cn
87112886-602
北校区28号楼506

2. 参考书目
• 主要参考书目：
– 高分子材料流变学导论

3. 参考书目
• 主要参考书目：
– 高分子材料流变学导论
– An Introduction to
Rheology

4. 参考书目
• 主要参考书目：
– 高分子材料流变学导论
– An Introduction to
Rheology
• 知识背景
– 高分子物理
3.7.2 高分子在溶液中的扩
散
6.3 高聚物的粘性流动
7.2 高弹态高聚物的力学性
质
7.3 高聚物的力学松弛——
粘弹性

5. 1.1 流变学概念
• 什么是流变学（rheology）(p.1)？
– rheo-, 希腊语“流动”；-ology，
“XX的学问”
– ―The study of the deformation and
flow of matter.‖
—— E. Bingham, 1920
– “研究材料流动及变形规律的科学”
—— p.1
– ―Rheology, a branch of mechanics, is
the study of those properties of
materials which determine their
response to mechanical force.‖ 材
料响应外力的决定因素
—— 美国流变学会

6. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry） 第五章

7. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry） 第五章
旋转流变仪（拖拽 毛细管流变仪（压缩流）
流）

8. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry） 第五章
旋转流变仪（拖拽流） 毛细管流变仪（压缩
流）
等等

9. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry）
– 唯象理论
比较与实验测量结果的
差别

10. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因（较好的定义）
• How?
– 流变测量学（rheometry）
– 唯象理论
• Why?
– （微观结构的表征手段）
– 结构理论 第四章
• 聚合物
• 多相分散体系
• （地质学中的流变学）

11. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因（较好的定义）
• How?
– 流变测量学（rheometry）
– 唯象理论
• Why?
– （微观结构的表征手段）
– 结构理论
• 聚合物
• 多相分散体系
• （地质学中的流变学）

12. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry）
– 唯象理论 填充补强 聚合物合金 发泡
• Why?
– （微观结构的表征手段）
– 结构理论
• 聚合物
泡沫
• 多相分散体系 悬浮液 乳液
第六章

13. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry） 材料力学、流体力学 力学
– 唯象理论 交叉学科
• Why?
– （微观结构的表征手段） 高分子物理
物理化学
胶体与界面科
– 结构理论
学
• 聚合物
• 多相分散体系

14. 1.2 流变学的研究内容
• 流变学的研究内容（p.3)：
外力与形变乊间的定量关系及其原因
• How?
– 流变测量学（rheometry）
材料力学、流体力学 力学
– 唯象理论
• Why? 交叉学科
– （微观结构的表征手段）
– 结构理论 高分子物理
物理化学
• 聚合物 胶体与界面科
• 多相分散体系 学
• 应用（加工和产品）
– 高分子材料
应用性强
– 涂料、食品、化妆品
– 血液流变学
– ……

15. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
应力
拉伸应变
剪切应变

16. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）

17. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为
非牛顿流体
non-Newtonian
橡胶弹性
非线性

18. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为 橡皮泥
粘弹性
应力松弛实验

19. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为
屈服应力

20. 1.2 流变学的研究内容 挤出胀大
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为
爬杆 无管虹吸

21. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为
• 固体 vs 液体
– ―Πάντα ῥεῖ‖(panta rhei)，“万物皆流”
– Deborah数

22. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为
• 固体 vs 液体
– ―Πάντα ῥεῖ‖(panta rhei)，“万物皆流”
– Deborah数

23. 1.2 流变学的研究内容
• 经典理论
– 虎克弹性体（R. Hooke, 1635-1703）
– 牛顿流体（I. Newton, 1642-1727）
– 不足以描述大量实际材料的流变行为
• 固体 vs 液体
– ―Πάντα ῥεῖ‖(panta rhei)，“万物皆流”
– Deborah数
• 流变学的确立
– Rheology一词的提出（E. Bingham, 1920）
– 美国流变学会成立（M. Reiner, 1929）
标志流变学的诞生

24. 总结
• 流变学：“外力与形变乊间的定量关系及其原因”
• 虎克弹性体
• 牛顿流体
• 非经典的流变行为
• 用Deborah数区分固体和流体

25. 总结
• 流变学：“外力与形变乊间的定量关系及其原因”
• 虎克弹性体
• 牛顿流体
• 非经典的流变行为
• 用Deborah数区分固体和流体