在這本書中,鄭強(qiáng)教授回復(fù)了一些基本的問(wèn)題如:
第一,流變學(xué)是什么?
定義很簡(jiǎn)單,就是研究材料流動(dòng)(flow)和形變(deformation)規(guī)律的科學(xué)。
第二,流變學(xué)怎么來(lái)的?
自1869年英國(guó)物理學(xué)家麥克斯韋(J. C. Maxwell)提出材料可以是彈性的也可以是黏性的觀點(diǎn)以后,人們經(jīng)長(zhǎng)期探索發(fā)現(xiàn),一切材料的力學(xué)行為都有時(shí)間效應(yīng)。1928年,美國(guó)科學(xué)家E. Bingham教授正式提出“rheology”(流變學(xué))一詞,流變學(xué)由此應(yīng)運(yùn)而生。“rheology”一詞源于希臘哲學(xué)家赫拉克利特(Heraclitus)的名言“Panta Rhei”(萬(wàn)物皆流)。
1929年美國(guó)首先成立流變學(xué)學(xué)會(huì)(American Society of Rheology),1939年荷蘭皇家科學(xué)院成立流變學(xué)研究小組,1940年英國(guó)成立流變學(xué)學(xué)會(huì)(British Society of Rheology)。1948年國(guó)際首屆流變學(xué)會(huì)議在荷蘭舉行。1973年日本成立流變學(xué)會(huì)(The Society of Rheology,Japan)。1985年由北京大學(xué)陳文芳教授和湘潭大學(xué)袁龍蔚教授等學(xué)者發(fā)起成立中國(guó)流變學(xué)專業(yè)委員會(huì),是中國(guó)化學(xué)會(huì)和中國(guó)力學(xué)學(xué)會(huì)下設(shè)的專業(yè)委員會(huì),對(duì)外稱中國(guó)流變學(xué)學(xué)會(huì)(Chinese Society of Rheology)。
更主要的是鄭強(qiáng)教授恢復(fù)了為啥我要寫高分子流變學(xué)這本書?
一句話,是因?yàn)橛悬c(diǎn)流變學(xué)的淵源,有些流變學(xué)的情結(jié)。
1982年我去中科院長(zhǎng)春應(yīng)化所進(jìn)行本科畢業(yè)實(shí)習(xí),在金春山教授和程镕時(shí)院士指導(dǎo)下做的實(shí)驗(yàn)就是流變學(xué)的內(nèi)容,沒(méi)想到主要結(jié)果后來(lái)竟發(fā)表在當(dāng)時(shí)中國(guó)高分子領(lǐng)域最高水平的期刊《高分子通訊》上(金春山,鄭強(qiáng),程镕時(shí),等. 毛細(xì)管與凝膠色譜聯(lián)用作分離和擴(kuò)展效應(yīng)的同時(shí)校準(zhǔn). 1985,4:245-251)。這應(yīng)是我發(fā)表的第一篇學(xué)術(shù)論文,也是第一篇關(guān)于高分子流變學(xué)的論文。真正進(jìn)入高分子流變學(xué)的大門,應(yīng)從1985年我考上四川大學(xué)(原成都科技大學(xué))研究生,師從我國(guó)著名高分子科學(xué)家徐僖院士,受教于我國(guó)著名高分子流變學(xué)家吳大誠(chéng)教授、毛維友教授、林師沛副教授時(shí)算起。1992~1995年我到日本京都大學(xué)留學(xué),在日本流變學(xué)創(chuàng)始人小野木重治(S. Onogi)教授之得意門生、時(shí)任國(guó)際聚合物加工學(xué)會(huì)(PPS)主席、日本流變學(xué)學(xué)會(huì)會(huì)長(zhǎng)升田利史郎(T. Masuda)教授指導(dǎo)下開展高分子動(dòng)態(tài)流變學(xué)研究,為我后來(lái)從事流變學(xué)研究奠定了基礎(chǔ)。1995年,《高分子學(xué)報(bào)》和Chinese Journal of Polymer Science兩刊主編、北京大學(xué)馮新德院士推薦我到浙江大學(xué)任教,同年我創(chuàng)建了浙江大學(xué)高分子流變學(xué)研究團(tuán)隊(duì)。在完成本書撰寫的時(shí)候,我對(duì)將我引入流變學(xué)領(lǐng)域的恩師們的深情回憶和感佩之意油然而生。
20年來(lái),我一直持續(xù)開展高分子流變學(xué)研究并為浙江大學(xué)本科生和研究生講授高分子流變學(xué)。承蒙“高性能高分子材料叢書”總主編蹇錫高院士邀約我撰寫此書,得到中國(guó)流變學(xué)專業(yè)委員會(huì)前兩任主任委員羅迎社教授、趙曉鵬教授的鼓勵(lì)與支持,榮幸邀請(qǐng)童真教授、俞煒教授和陳全研究員對(duì)本書進(jìn)行審閱。
20多年來(lái),我榮幸地與楊玉良院士、程镕時(shí)院士、王玉忠院士、益小蘇教授、章明秋教授、張立群教授、郭少云教授、傅強(qiáng)教授、楊鳴波教授、喬金樑教授、于杰教授、何力教授、譚紅教授、楊振忠教授、胡國(guó)華教授、李忠明教授、解孝林教授、張洪斌教授、劉琛陽(yáng)教授、姬相玲教授、楊琥教授、李良彬教授、胡文兵教授、郭寶春教授、馮連芳教授、羅筑教授、陶小樂(lè)博士、陳世龍高級(jí)工程師、王躍林博士等學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界同仁在多項(xiàng)科技部、國(guó)家自然科學(xué)基金委員會(huì)、中國(guó)石油化工集團(tuán)等機(jī)構(gòu)資助課題中開展合作。有幸與國(guó)際著名高分子及流變學(xué)學(xué)者瀧川敏算(T. Ta ki g a wa)教授、高橋雅興(M. Takahashi)教授、根本紀(jì)夫(N. Nemoto)教授、程正迪(Stephen Z. D. Cheng)教授、韓志超(C. C. Han)教授、吳奇(C. Wu)院士、龔劍萍(J. P. Gong)教授、R. H. Colby教授、高平(P. Gao)教授等進(jìn)行過(guò)有益的交流討論。所有這些,為我能撰寫本書所必須具備的學(xué)術(shù)實(shí)踐和成果積累提供了幫助。
我的研究團(tuán)隊(duì)成員為本書的撰寫給予了很大的支持,他們均是優(yōu)秀的青年流變學(xué)者:杜淼(工學(xué)博士,副教授,博士生導(dǎo)師),2004~2006年到日本北海道大學(xué)長(zhǎng)田義仁(Y. Osada)和龔劍萍教授研究組從事高分子凝膠體系研究,近十年從事高分子材料極低摩擦表面構(gòu)筑及其流變學(xué)研究。左敏(工學(xué)博士,副教授,博士生導(dǎo)師),2007~2009年在香港科技大學(xué)高平教授研究組進(jìn)行高分子納米復(fù)合體系微流變研究,近十年開展納米粒子填充高分子體系黏彈性與相容性研究。吳子良(理學(xué)博士,研究員,博士生導(dǎo)師),2010~2013年在加拿大多倫多大學(xué)、法國(guó)居里研究所、日本北海道大學(xué)進(jìn)行博士后研究,2014年入選“青年千人”計(jì)劃,近年從事可控形變凝膠研究。上官勇剛(工學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師),2011~2013年在香港中文大學(xué)吳奇院士研究組從事高分子物理及微流變研究,近年從事聚烯烴合金黏彈性與多相結(jié)構(gòu)關(guān)系研究,2012年獲中國(guó)流變學(xué)青年獎(jiǎng)。宋義虎(工學(xué)博士,教授,博士生導(dǎo)師),2001~2003年到日本九州大學(xué)時(shí)任《日本流變學(xué)會(huì)會(huì)志》(日本レオロジー學(xué)會(huì)誌)主編根本紀(jì)夫教授課題組進(jìn)行高分子薄膜形變機(jī)理研究,近十年開展粒子填充高分子體系流變學(xué)研究,獲中國(guó)化學(xué)會(huì)2013年高分子科學(xué)創(chuàng)新論文獎(jiǎng)、2018年馮新德高分子最佳論文提名獎(jiǎng)。
《高分子流變學(xué)》(鄭強(qiáng) 編著. 北京:科學(xué)出版社,2020.11)全面闡述流變學(xué)基本原理并介紹高分子材料體系流變學(xué)特性。第1章介紹流變學(xué)定義及高分子流變特性(杜淼、鄭強(qiáng)執(zhí)筆);第2章介紹高分子流變學(xué)基礎(chǔ),包括黏度與模量、黏彈性、次級(jí)流動(dòng)與不穩(wěn)定流動(dòng)、穩(wěn)態(tài)流變與動(dòng)態(tài)流變以及流變行為的分子量與分子結(jié)構(gòu)效應(yīng)(上官勇剛、吳子良執(zhí)筆);第3章介紹高分子溶液與凝膠流變學(xué),包括稀溶液、半稀溶液、聚電解質(zhì)溶液、高分子凝膠流變行為(杜淼執(zhí)筆);第4章介紹均相高分子體系流變學(xué)及其本構(gòu)方程和黏彈性模型(上官勇剛、鄭強(qiáng)執(zhí)筆);第5章介紹非均相高分子體系流變學(xué),包括嵌段共聚物、高分子共混物的流變行為與相形態(tài)(左敏執(zhí)筆);第6章介紹填充改性高分子材料流變學(xué)(宋義虎、鄭強(qiáng)執(zhí)筆)。全書由鄭強(qiáng)統(tǒng)編定稿。由于時(shí)間和水平有限,書中疏漏之處在所難免,敬請(qǐng)讀者不吝指正,待再版時(shí)予以補(bǔ)充修訂。