高分子熔体和浓溶液的流变性能研究（Ⅱ）高分子…

从前一报所提出的具有多重缠作用的调子分子非线性粘弹性理论出发，推导出了高分子流体的回忆函数，一般化的积分型本构方程和多种流场颁下的多种物函数；１）稳态简单剪切流：２）稳态单轴拉伸流；３）小振幅的振动剪切流；４）稳态剪切流前和后的应力增长和应力松驰；５）稳态拉伸流动停止后的应力松驰，提出了一咱从流动曲线来测定物料函数中的粘弹性参数η０，ＧＮ，ｎ和ａ的新方法，从多重结的多重蠕机理推导出了η０和τ１同Ｍ     

高分子熔体和浓溶液流变性能的研究──（I）具有Nagai缠结链限制作用下高分子熔体的非线性粘弹性分子理论

根据多重缠结模型和多重蠕动机理．用统计力学和动力学相结合的方法．建立了具有缠结限制作用的非线性粘弹性分子理论，计算了处于多重缠结态高分子链的构象统计．得到了高聚物熔体的粘弹性形变自由能，推导出了４种简单形变方式下的应力－应变关系、高分子流体的回忆函数、简单剪切流下的物料函数．推出了一种测定参数η０，ｎ’和ａ的新方法．从理论和实验上证实了非线性粘弹性理论的时间效应和形变影响是相互独立的．并以聚乙烯，聚丙烯和聚苯乙烯熔体的大量流变性能实验数据加以验证．结果证明，该理论能较好地预测高聚物熔体的非线性和线性粘弹性力学行为．     

高分子熔体和浓溶液流变性能的研究：（Ⅰ）具有Na…

根据多重缠结模型和多重蠕动机理，用统计力学和动力学相结合的方法，建立了具有缠结限制作用的非线性粘弹性分子理论，计算了处于多重缠结态高分子链的构象统计，得到了高聚物熔体的粘弹性形变自由能，推导出４种简单形变方式下的应力－应变关系，高分子流体的回忆函数，简单剪切流下的物料函数。     

高分子熔体和浓溶液的流变性能研究(Ⅲ)线性粘弹性的标度指数与其对起始分子量和测试个数的依赖性

基于多重缠结和多重蠕动模型及高分子熔体内能量耗散机理，高分子熔体的粘弹性是由高聚物起始分子量及其分布和缠结链组（点）在高分子链上的序列分布（N_ijk）三重效应所决定,其三者的统一体现物理量就是高分子链远近程缠结空间的平均限制维数和．又称之为标度指数。根据多重缠结和蠕动粘弹性分子理论，推导出（单分散试样）和（多分散试样），和为第k个高分子体系中i体缠结链组在第j类高分子链上序列分布函数。根据线性粘弹性的定义又计算出η0和η0对起始分子量和分布间定量关系式，并以大量实验结果加以证实。结果表明它们能同实验很好符合。首次证实了和因分子量大小与分布和高聚物品种及所选用的分子量范围而稍有改变等事实。     

高分子熔体和浓溶液的流变性能研究：（Ⅲ）线性粘…

基于多重缠结和多重蠕动模型及高分子熔休丙能量耗散机理，高分子熔体的粘弹性是由高聚物起始分子量及其分布和缠结链组（点）在高分子链上的序列分析（Ｎｉｊｋ）三重效应所决定，其三者的统一体现物理量就是高分子链远程缠结空莘的平均限制维数Ｖ和Ｖ，又称之为标度指数，根据多重缠结和蠕动粘弹性分子理论，推导出了Ｖ＝∑ｉｋｉＮｉｋ（单分散试样）ｖ＝∑ｉｊｋｉＮｉｊｋ（多分散试样），ｖ＝２（２－２Ｍｅ／Ｍｋ）和ｖ＝２（     

关于高分子材料在应力松弛过程中应力－时间关系的研究

指出了Ｍａｘｗｅｌｌ型应力松弛方程的局限性，并分别从高分子材料应力松弛过程的活化能及高分子链间物理交联结构对应力松弛的影响出发，首次推导了高分子科技界及工程界广为公认的形式上带有广因子的应力松弛经验方程．并对其有关参数的物理意义作了分析．在此基础上处理了硬聚氯乙烯在不同介质条件下的应力松弛实验数据，获得了一系列应力松弛参数，证明了对这一体系而言ｔｎ中的ｎ值为０≤ｎ≤１，证明聚氯乙烯高分子链间极性相互作用及部分化学交联对材料的应力松弛有明显的影响．     

剪切流场中高分子链构象转变的FRET研究

高分子在流动中发生的取向和变形是导致流体产生非线性粘弹性的主要原因.通过荧光共振能量转移(Fluorescence Resonance Energy Transfer,F RET)光谱技术检测标记在同一根聚苯乙烯(Poly sty rene,PS)链上的荧光供体和受体基团间的荧光共振能量转移效率,考察高分子链构象的转变.不同剪切速率下的原位荧光检测结果显示,在剪切流(Couette)场中,随着剪切速率的增加,荧光共振能量转移效率显著上升,表明荧光供、受体基团间的距离减小,意味着PS链在高剪切速率下变形加剧,线团塌缩.FRET还检测到了剪切速率在500 s~(-1)附近时PS的链取向变化行为与剪切速率在1000 s~(-1)附近亚浓溶液中PS链伴随着缠结点保留率的降低而发生的构象变化,表明FRET方法可以灵敏地检测高分子链构象的转变,为高分子流体非线性流变学理论和模拟研究提供直观的实验证据.     

粘弹性效应对高分子混合物相分离动力学的影响

采用双流模型考察了粘弹性效应对二元高分子复杂流体相分离动力学的影响。发现高分子混合物的两组分粘弹性相同时，相分离形态与简单二元流体类型，即非临界组成时少数相呈分散相，临界组成时呈双连续相，散射函数呈单峰；但相区域增长指数比简单二元流体混合物的增长指数小得多。另一方面，对于高分子混合物的两组分存在粘弹性反差的情况，非临界组成时出现相反转，并导致相区域的增长指数变大，临界组 成时出现一种持久的海绵状结构，相区域增长指数反而下降。同时由于网络结构的出现导致散射函数出现双峰和肩形峰，表明有两种特征尺寸，此时用全程圆平均的散射函数来求增长指数将失去意义，应双峰分开处理或采用界面轮廓线统计的方法来计算增长指数。     

高分子材料应力－时间等效性的考察

高分子材料在开发应用过程中常常会涉及到温度场，应力场对制品物理－机械性能的影响等问题．其中有关时－温等效性的问题作者已作过详细的讨论，但应力－时间等效性问题尚未见报导．现从时温等效原理出发，通过表观活化能与外场应力关系，推导出高分子材料应力－时间等效关系式，并运用这一等效关系导出应力松弛、蠕变、体积松弛等关系式．     

聚合物熔体在直线型异型材挤出口模内三维粘弹流动分析

利用罚函数有限元法，采用PTT粘弹模型，对聚合物熔体在直线型异型材挤出口模内的三维等温流动进行了数值模拟，得出了不同挤出量下的速度和应力分布．结果表明：口模截面上流动中心位于流动阻力较小的部分，而且这部分的流速较快；必须依据流动阻力的大小来匹配组成口模截面的各部分所对应的成型区长度，流动阻力大的部分，长度应较小，以免产生流动不平衡从而导致挤出物离模后的扭曲；过渡区对熔体在其上游的稳流区和在其下游的成型区内的流动均有明显影响；聚合物熔体的松弛时间对熔体流速无影响，对剪切应力的影响非常小，随着松弛时间的增大，熔体的粘弹性拉伸应力下降，而且熔体粘弹性拉伸应力对总拉伸应力的贡献很大．     

共转Oldroyd B流体模型的流变学研究

作者应用宏观理论的共转模型研究了纺丝拉伸过程的流变学，以探讨液晶高分子流体纺丝拉伸的机理。由共转Oldroyd B模型的本构方程导出了应力和拉伸粘度的解析表达式，应用Matlab软件绘制了拉伸粘度随剪切速率、拉伸速率、松弛时间以及推迟时间变化的曲线，并得到这些参数对纺丝拉伸流动流变学性能的影响。     

聚合氯化铁(PFC)与有机高分子聚合物(JY-01)复合絮凝剂中铁的形态分布

以具有不同碱化度（B）的聚合氯化铁（PFC）絮凝刺和具有不同黏度（η）的有机高分子聚合物（JY-01）絮凝剂为原料制备出了系列PFC—JY复合絮凝剂,采用Fe—Ferron逐时络合比色法比较了PFC—JY复合絮凝剂与PFC絮凝剂中铁盐的形态分布情况,探讨了JY-01的质量分数ω（JY-01）、η及制备方式对复合絮凝剂中铁盐的形态分布的影响．实验结果表明,JY-01与PFC相互之间发生了一定的相互作用,表现为PFC—JY复合絮凝剂中铁的各种形态的质量分数与PFC中铁的各种形态的质量分数不同,且随ω（JY-01）、η和制备方式的变化而发生变化,这种变化势必影响其絮凝效果．仅从具有良好净水效果的Fe b组分的质量分数高低来判断,ω（JY-01）=7．0％的复合絮凝剂应具有良好的絮凝效果．处理黄河水的絮凝效果初步证明了该推断的正确性．     

钛酸钾晶须增强聚醚砜复合材料的流变性能及形态

研究钛酸钾晶须（TK）增强聚醚砜（PES）复合材料的流变性能及形态．结果表明，PES／TK复合材料各个样品的熔体皆为非牛顿流体，在低剪切应力时呈现剪切增稠趋势，在高剪切应力区呈现剪切变稀趋势，75／25样品为假塑性流体．PES及其复合材料的粘流活化能较大，表观粘度对温度极为敏感；晶须的含量增加，PES／TK复合材料的粘流活化能升高；晶须含量及温度不同时，流动状态也不同．     

高分子液滴碰撞的耗散粒子动力学模拟

利用耗散粒子动力学模拟了剪切流中两个变形的高分子液滴相互碰撞过程.高分子液滴由多根有限拉伸非线性弹性珠簧链(FENE链)构成.研究了碰撞分离和碰撞聚合两种情形.讨论了由于剪切流导致的液滴自扩散现象.除了Ca与粘性比之外,液滴之间的界面张力系数对于两个液滴碰撞后聚合或者分离过程有重要的影响.当液滴之间存在界面张力,一定条件下可形成复合液滴.剪切流条件下,组成复合液滴的两个子液滴会出现相互翻滚现象.     

网络高聚物弹性体结构与力学性能相关性的研究

在ＩＮＳＴＲＯＮ１１８５型试验机上进行单向拉伸试验，得到了多重网络高聚物弹性体（可结晶炭黑填充硫化橡胶，简称ＣＣＶＲ）的应力应变实验数据，以所得的实验数据对大变形粘弹性分子理论进行了验证，结果表明理论与实验符合良好。     

光粘弹性及其材料光学松弛函数的确定

本文简要地叙述了光粘弹性的基本原理,说明用光弹性法进行粘弹性应力分析研究有其独特的优点,并配制了四种不同的环氧树脂材料。应用以上原理,具体测定了它们的光学蠕变函数,经过一定的数学推导,计算得到光学松弛函数。本文所用的测定和计算方法、实验装置以及所选择的光粘弹性材料,均结合我国具体情况,比较实用,为光粘弹性应力分析及应用探讨可行的途径.     

纳米粒子制备中的高分子

利用溶胶－凝胶法制备了氧化钴纳米粒子．研究了高分子（β－环糊精、糊精、聚乙二醇－６００、聚乙二醇－４０００等）对溶胶的稳定性、荧光特性和ＣｏＯ纳米粒子粒径的影响．结果表明，利用高分子可以使溶胶的稳定性增大，纳米粒子的粒径可以控制在很窄的范围内（其中以β－环糊精的效果尤为显著）；溶胶的荧光光谱因使用的高分子不同而发生紫移或红移．     

沥青砂浆的单轴拉伸蠕变特性

根据大量单轴拉伸蠕变试验数据,论证和比较沥青砂浆材料的蠕变规律。并应用非线性回归分析得到该材料受单轴恒定荷载下的应力应变关系,可较好地符合粘弹性四元流体模型（即伯格斯模型）和指数模型。从而为解决实际工程问题提供了基本的单轴拉伸蠕变特性。     

漂移模型参数对两相流分析的影响

分析了５ＭＷ核供热堆热工水力学模拟实验回路ＨＲＴＬ－５中的两相流及两相流稳定性特性。指出在采用带有质量，蒸汽质量，能量及动量守恒方程的一维两相流漂移模型分析时，空泡份额分布参数Ｃｏ及漂移速度Ｖｖｊ的选择对系统稳态及动态分析结果都会产生很大的影响。其中Ｃｏ对稳态流量的计算结果影响不大，通常可以忽略。在Ｖｖｊ为０．０～０．６ｍ／ｓ的范围内，Ｖｖｊ对稳态流量的计算结果有６％的影响，但对加热段出口空泡份额的影响却有５３％。均匀流模型（Ｃｏ＝０．０，Ｖｖｊ＝０．０）与漂移流模型（Ｃｏ＝１．１，Ｖｖｊ＝０．４８）对两相流稳定边界的预测相差１５％。本研究选用Ｃｏ＝１．１，Ｖｖｊ＝０．４８。漂移模型对系统稳态及动态的分析结果都与实验值相吻合。     

海冰的粘性效应及模型理论

在实验的基础上对海冰的粘性效应及非线性特性进行了分析，并求出了对应常应变（ε＝０．１％）和常应力情况下的非线性因子．在理论分析方面，应用非线性粘弹性记忆衰退理论建立了积分型的本构方程；对线性Ｂｕｒｇｅｒｓ模型进行修正，建立了以应变表示的非线性微分型的本构方程，通过了实验验证，理论计算结果与实验曲线有较好吻合．