第1章 绪论

在20世纪20年代，随着土木建筑工程、机械工程和化学工业的发展，开发和应用了油漆、塑料、润滑剂和橡胶等很多聚合物材料。由于聚合物制品具有成本低、可塑性强等优点，在当今世界上占有极为重要的地位。随着聚合物材料的发展，相应发展了聚合物加工成型的不同方法和各种设备。

在聚合物加工成型过程中，大多数聚合物材料要被熔化成黏流态，即材料处于流动温度和分解温度之间的一种凝聚态。聚合物流体（熔体和溶液）流动体系兼有液、固双重性质，表现出比经典力学复杂得多的性质。一是聚合物流体体系受外力作用后，既有黏性流动，又有高弹变形。当外力释去时，仅有弹性变形可恢复，而黏性流动造成的永久变形不能恢复。二是聚合物流体流动表现出的黏弹性，偏离由虎克定律和牛顿黏性定律所描述的线性规律，模量和黏度均强烈地依赖于外力的作用速率，而不是恒定的常数。此时应力与应变之间的响应，不是瞬时响应，即黏性流体流动的力学响应不是唯一的决定于变形速率的瞬时值，弹性变形中的力学相应也不是唯一决定于变形量的瞬时值。

材料的多样性和流变现象的普遍性，使流变学在当代材料科学技术的发展中成为一门重要的学科。英国伦敦南班克工学院伦克[1]教授指出，虽然流变学是一门新兴的学科。但是，发展十分迅速，分支日益具体，研究日趋深入。

中国科学院颜德岳院士指出[2]:“材料是现代科学技术和社会发展的物质基础，聚合物材料具有许多其他建筑材料不可比拟的突出性能。在尖端技术、国防建设和国民经济领域已成为不可缺少的支柱材料之一。”聚合物材料的发展需要新技术、新装备、新工艺，需要科技人员掌握和运用聚合物流变学的基本知识。从事聚合物材料工程的科学工作者，如果不掌握有关现代聚合物材料流变学的理论，必将在日后聚合物工程科学化和新材料开发激烈的科技竞争中处于被动的地位。

聚合物流变学是非牛顿流体力学在聚合物领域的应用科学。聚合物流变学研究聚合物熔体流动状态的非线性黏弹行为，以及这种行为与聚合物结构、物理和化学性质的关系。从聚合物材料问世以来，流变学科学家发行出版了大量的专著，科技工作者发表了大量的论文，其中不少专著多次再版，增添新的内容。本章仅给出了部分代表作的文献目录[1-29]。除第1章引用的[1-7]文献外，其他按照出版时间排序。

本书面对高分子材料及相关专业的本科生、研究生和工程技术人员，从流变学的数学物理和流体力学的基础知识、聚合物流体的流变特征和流动的控制方程、流变性能的测量和表征、聚合物流变学的应用四大部分，系统地介绍聚合物流变学及其应用。为未来和现职工程技术人员进行聚合物材料及其制品的设计优化、加工工艺和加工设备的选择改良提供必要的基础知识。本章分为3节，包括聚合物流变学的发展和基本概念、流变学研究的意义和内容、本书的内容框架和学习方法。