Correlation of Cooperatively Localized Rearrangement on the “Fluidized Domain” of Polymers to Their Nonexponentially Viscoelastic Behaviors at Double Aging Processes (I): A Set of Reduced Universal Equations on the Stress Relaxation Modulus and Creep Comp

基于α-和β-微区、微晶、交联和缠结链组网络结构和非线性粘弹性复相涨落模型,提出了双重(物理和力学)老化下不同尺寸和末端向量高分子链组的流动化微区内关联性局部化重排动力学新理论,它能把初级α-微区的降解作用和次级β-微区的再生效应对剪切速率、尺寸大小和温度依赖性有机结合起来．然后用统计力学和动力学结合法计算了三种不同类型高聚物在等温等压双重老化过程中多元链组的总构象改变自由能,证实了它起源于多元链组的尺寸大小、形状和体积的变化．推导出了它们单向拉伸下的本构方程、应力松弛模量和蠕变柔量表征式以及它们相对应的两组对比态普适方程．结果表明该两组对比态下应力松弛模量和蠕变柔量普适方程均具有同K-W-W伸展指数函数完全一致的形式．最终又建立了该两组对比态普适方程中三个分子参数同老化条件、温度和高聚物起始结构之间的相关性．     

缠结高分子液体在管中挤出胀大动力学理论：一组新的增长和最终挤出胀大比方程

基于O-W-F本构方程和自由回复机制，从Poioeuille流出发建立了一种新的缠结高分子液体挤出胀大动力学理论，该理论能有效地预测高分子流体的动静态挤出胀大行为同高分子粘弹性参数和成型条件间的相关性. 基于稳态剪切量可分解为自由“回复线团”和“不可回复热耗”两部分事实，定义了一个稳态剪切下自由“回复线团”和“不可回复热耗”的配分函数和它们两者间分配指数上可回复和不可回复构象分数，从而在理论上得到了瞬时、推迟和最终三者可回复形变量和可回复线团量同配分函数、分配指数上可回复构象分数、分子粘弹性参数和成型条件     

Correlation of Cooperatively Localized Rearrangement on the “Fluidized Domain”of Polymers to Their Nonexponentially Viscoelastic Behavior and Lifetime at Double Aging Processes II: Estimation of Long-term Mechanical Behavior and Lifetime of Polymeric Mate

以四种不同类型高聚物(半晶聚丙烯、聚甲基烯酸甲酯、交联环氧树酯和炭黑填充丁苯橡胶)的短时标应力松弛和蠕变测试实验数据作为实例,按照两套应力松弛模量和蠕变柔量普适对比态方程,从理论组合主直线上直线外推了四种高聚物的长时标力学行为和寿命,并将其外推预测值同理论计算值和实测值进行了对比. 结果证实四种高聚物的外推预测值均同理论计算值和实测值很好地符合. 又讨论了它们的尺寸稳定性、负荷承载性,失效寿命和失效形变量等对老化时间的依赖性. 最终证实该从理论组合主直线上来直线外推长时标力学行为和寿命的方法是有效可行的.     

等温等效替代热压印法成型 超薄导光板的工艺分析

针对超薄导光板微结构模具难加工的问题,结合等温热压印法,提出了一种新型的"等效替代"压印工艺,即通过控制成型工艺参数来降低微结构复制高度,实现了在基片上成型出小于模具微结构尺寸的等效结构,突破了热压印过程中模具微结构完全等大复制的思想禁锢,降低了微结构模具加工难度,从而革新了高质量超薄导光板的成型工艺。以聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)为基片,设计具体实验,加工0.25 mm厚的导光板,验证这一方法的可行性。实验结果表明,这种新型的"等效替代"压印工艺不仅可以降低模具的制造难度和加工成本,而且可以大大改善超薄导光板的性能,与等温热压印工艺相比均匀度提高了23%,整个成型时间缩短到了20 s。     

一种从短期蠕变断裂柔量测试和主组合曲线外推来预测老化玻璃态聚合物长期失效行为的普适对比态断裂蠕变法

通过准确理论分析和计算提出了一种从短期蠕变断裂柔量测试和主组合曲线外推来预测老化玻璃态聚合物长期失效行为的普适对比态断裂蠕变法. 首先,从理论上推导出PMMA的对比态拉伸失效蠕变普适方程. 它成功地把对比态拉伸失效蠕变柔量同老化时间、温度、应力水平、平均生长维数及参数以K-W-W形式方程联系起来. 基于该普适方程,创建了一种有效预测PMMA失效行为、失效应变判据和失效时间等的新方法|又称为普适对比态断裂蠕变法. 实验结果证实预测到的不同老化时间不同应力水平下的失效应变量、失效时间均同实验符合. 说明所提出的方法是实用可行的. 此外,还讨论了普适对比态拉伸失效柔量对老化时的老化条件、失效应力和流动微区链组结构间的依赖性. 最后,从理论上分别定义了在不同应力水平下移动因子、移动指数和时间-应力叠加原理方程,以及不同老化时间下移动因子、移动指数和时间-老化时间叠加原理方程.     

Dynamic Theory of Die Swell for Entangled Polymeric Liquids in Tube Extrusion: Correlations of Total and Ultimate Extrudate Swell Effects to Growth Time, Shear Stress and Aspect Ratio Under the Free States

利用挤出胀大动力学理论研究稳态剪切流下HDPE 和PBD液体的挤出胀大行为,建立了自由动态下线团回复和挤出胀大增长时间的回复机制和动力学. 结果表明在自由回复过程中自由线团回复和挤出物胀大增长可分为两个区域(瞬间和推迟区)、三个增长阶段(瞬间、推迟和最终阶段). 证明了自由线团回复和挤出胀大增长可表征为增长时间、剪切应力和长径比的函数。从而从动力学理论推倒出了三种挤出胀大效应(瞬间、推迟和最终)同分子结果参数和挤出操作条件间的相关性. 并建立了总合(TESE)和最终(UESE)两组挤出胀大效应的普适方程.