Foundation of Polymer Rheology
一、课程基本信息
学 分：2.0
学 时：32
考核方式：各教学环节占总分的比例：作业及平时测验：30%，期末考试：70%
中文简介：聚合物加工流变学基础是高分子材料与工程专业成型加工方向的一门专业基础课程。该课程介绍了聚合物流变学的基本概念、聚合物溶液和熔体的基本流变特性及主要影响、以及聚合物流变性能的测试等。高分子材料的加工成型几乎都是在流动状态下进行的。通过该课程的学习，学生应掌握聚合物的流变性质，为改进聚合物加工工艺条件、制品性能以及加工机械的设计提供理论上的指导。
二、教学目的与要求
1．使学生对高分子材料加工过程的基本原理，主要包括高分子材料在成型加工过程中的基本流变学原理和传热学原理有比较全面的认识。结合高分子物理学、材料加工工艺学、加工机械及模具设计，理解高分子材料的流变性质与材料的结构、性能、制品配方、加工工艺条件、加工机械及模具的设计和应用之间的关系。
2．掌握高分子材料的基本流变学性质；了解研究高分子材料流变性质的基本数学、力学方法；掌握测量、研究高分子材料流变性质的基本实验方法和手段。为进一步学习《聚合反应工程》、、《高分子材料成型加工工艺学》、《高分子材料成型加工机械》、《模具设计》等课程打下基础。
3．讨论典型高分子材料成型加工过程的流变学原理，讨论多相聚合物体系（复合材料）的流变性质，为分析和改进生产工艺、指导配方设计、开发和应用高分子材料提供一定的理论基础。
三、教学方法和手段
授课方式为课堂讲授为主，辅以实验教学，且与学生自学相结合，通过习题使学生加深对教学内容的理解，通过思考题鼓励学生思考问题和参阅文献。教学方法上，通过讲授高分子流变的特点和原理，同时将课程学习与高分子的热点研究相结合。课程教学中引入多媒体教学，采用新颖、多样的教学方式，引导学生，激发学生的学习兴趣与求知的欲望。
四、教学内容与目标
教学内容 |
教学目标 |
学时 分配 |
第一章 绪论 |
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2 |
1. 流变学概念、高分子流变学研究的内容和意义 |
理解 |
1 |
2. 高分子液体的奇异流变现象 |
掌握 |
1 |
重点与难点:聚合物奇异流变现象 |
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衡量学习是否达到目标的标准:熟练掌握几种高分子液体的奇异流变现象，独立完成课后习题。 |
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第二章 流变学的基本概念 |
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4 |
1.流体形变的基本类型 |
掌握 |
1 |
2.应力张量和应变张量 |
掌握 |
2 |
3. 本构方程和材料函数 |
理解 |
1 |
重点与难点(每章最后):不同类型流体形变的应力应变张量表示法 |
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衡量学习是否达到目标的标准: 能够准确写出三种简单实验的应力应变的张量表示法。 |
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第三章 高分子流体的流变模型 |
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5 |
1. 牛顿流体与广义牛顿流体 |
掌握 |
1 |
2. 幂律流体模型 |
掌握 |
1 |
3. 宾汉流体模型、触变流体模型、震凝性流体模型 |
理解 |
1 |
4. 高分子流体的粘弹行为 |
掌握 |
2 |
重点与难点(每章最后):聚合物流体的流变类型及流变曲线 |
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衡量学习是否达到目标的标准: 能够准确判断聚合物流体类型，绘出不同聚合物流体的流变曲线。 |
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第四章 高分子流体的流动分析 |
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5 |
1. 高分子流体在圆管中的流动 |
掌握 |
2 |
2. 平行板间的压力和拖曳流动 |
理解 |
1 |
3. 环形圆管中的压力和拖曳流动 |
掌握 |
2 |
重点与难点:在不同流动状态下的流体的运动数学方程 |
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衡量学习是否达到目标的标准:能够利用流体的流动方程计算解决实际的流体流动问题。 |
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第五章 高分子流体流动的影响因素 |
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6 |
1.剪切速率对粘度的影响 |
理解 |
1 |
2. 分子量对粘度的影响 |
掌握 |
1 |
3. 分子形状对粘度的影响 |
掌握 |
1 |
4. 粘度的时间、压力依赖性 |
理解 |
1 |
5. 温度对粘度的影响（流动活化能、WLF方程等） |
掌握 |
2 |
重点与难点: 影响高分子流体流动的因素，重点是温度、分子量对流体运动的影响。 |
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衡量学习是否达到目标的标准:能够综合分析高分子流体的流动影响因素。 |
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第六章 流变仪的基本原理与应用 |
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6 |
1. 毛细管流变仪（基本结构、流场分析、测试方法与应用） |
掌握 |
1 |
2. 旋转流变仪（基本结构、流场分析、测试方法与应用） |
掌握 |
1 |
2.1 锥板 |
理解 |
1 |
2.2 平行板 |
理解 |
1 |
2.3 同轴圆筒 |
掌握 |
1 |
3. 转矩流变仪（基本结构、流场分析、测试方法与应用） |
掌握 |
1 |
重点与难点: 各种流变仪的工作原理与应用 |
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衡量学习是否达到目标的标准:熟练掌握各种流变仪的基本原理和测试方法。 |
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第七章 流体的运动方程及应用 |
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4 |
1.连续方程 |
理解 |
1 |
2.动量方程 |
了解 |
1 |
3.能量方程 |
理解 |
1 |
4.加工过程的数学分析 |
理解 |
1 |
重点与难点: 注射、挤出加工过程中的数学分析 |
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衡量学习是否达到目标的标准:了解各种实际加工过程流场的数学分析 |
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五、推荐教材和教学参考资源
推荐教材：
1. 史铁钧, 吴德峰. 高分子流变学基础. 北京：化学工业出版社, 2009.06
教学参考资源：
1．吴其晔.《高分子材料流变学》(第一版）.北京：高等教育出版社，2002.10
2．顾国芳，浦鸿汀.《聚合物流变学基础》（第一版）.上海：同济大学出版社，2000.01
3. 王玉忠,郑长义.《高聚物流变学导论》（第一版）. 成都: 四川大学出版社,1993.07。
4. 周彦豪.《聚合物加工流变学基础》(第一版）. 西安：西安交通大学出版社,1988.03。
六、其他说明
该教学大纲依据教育部工科学校教学基本要求，借鉴国内同类专业办学经验，并结合我校的特色，在本专业教师的共同商讨下编写而成。
大纲修订人：蒲 侠 修订日期：2017.12.17
大纲审定人： 审定日期：
