评《聚合物加工——原理与设计》

（Polymer Processing: Principles and Design）

材料学院郭宝春

1.     前言

本书源于Virginia工业学院和州立大学“聚合物加工”的高级讲义，旨在介绍热塑性塑料的加工过程设计，为从事流体力学、传热、传质工作的化学、机械及材料领域的高级人员提供参考，同时，本书还能为研究生提供参考，例如，第二章和第三章介绍的非线性本构方程和有限元分析方法等。

大量的化学和机械工程师在聚合物工业中工作，他们需要改进现有的加工或者设计新的方法和途径，使聚合物具有各种性质（例如力学、光学、电学或阻隔性能）。尽管人们过去认为一种给定的聚合物体系不能满足需求，而是需要新的聚合物。但是给定聚合物的性能可以通过加工或添加其它材料，如其他聚合物、填料、玻璃纤维或增塑剂等来改变。当然，大量的上述实践是通过试验和Edisonian研究来进行。开展试验的时间可以通过定量的设计工作来大量节省，这种定量的设计工作目标在于估计可以提供所需性能的加工条件。然而工程师们在其受教育中很少或几乎没有接收聚合物加工设计的工作，这部分因为他们的行业变更以及不具备聚合物加工设计所需的数学基础。本书的目标之一就是加强这类工程人员的聚合物知识背景以及引导他们学习数学模拟。

2. 本书特色

现已有一些重点为热塑性塑料的聚合物加工的专著。本书的不同在于：首先，本书没有完全革新聚合物加工教学领域，不同的是本书提供了更方便的解决聚合物加工设计的材料。很多情况下，模拟一个加工过程有几种理论，本书只选择其中最好的理论（但指出其缺陷和缺点以及如何应用其来解决设计问题），而不是讲解所有理论。本书的另一个重要特征是提供了解数值方程的数学工具。其它书强公式留给学生以及告诉学生他们是如何解这些方程，这对哪些需要没一个稍微优点不一样的方程和需要答案的人是没有帮助的。本书尽可能多地提供学生获得答案的方法。本书还包括了从“国际数学与统计程序库”（International Mathematics and Statistical Libraries (IMSL),Visual Numerics Inc., Houston, TX）选取了一些非常规解决聚合物加工设计等式的几种方法，这些子程序制作得相对“用户友好”，这可以为一系列复杂的问题提供解决方案。本书并不完全依赖于使用计算机，但是某些问题不通过数值技术是不能得到解决的。本书选择使用一种“黑箱”的方式去获得答案，而不是对数值技术本身进行思考。然而读者需要进一步理解这些数值技术的话可以通过参考文献获得答案。  

3.主要内容介绍

本书的头五章是关于聚合物加工的背景知识，后面五章介绍不同种类的加工方法。第一章是聚合物加工的要览，可以帮助读者理解后面出现的问题，而且在第一章后面讲述的例子表明了吹塑膜的性质强烈的依赖于加工条件。剩余各章都从一个设计问题开始，这一问题提供了该章所述材料的见解。本书第二、三章讲述了非牛顿力学的基础，这是聚合物加工设计的关键。第四章中介绍了应用于聚合物体系中的传质问题，最后在第五章讨论了聚合物加工的非等温问题，以及强调了加工、结构和性能之间的关系。这五章包含了所有读者所需的背景知识，包括应用于说明“国际数学与统计程序库”子程序的例子

除了第一章外，其余各章都包含了相关的设计问题，这些问题分为四类：A类：可通过该章所述等式和图解决且通常涉及算术运算；B类：要求应用方程的演化，用于加强对主要问题的理解；C类：要应用计算机来求解，目标是直接用“国际数学与统计程序库”（International Mathematics and Statistical Libraries (IMSL),Visual Numerics Inc., Houston, TX）的子程序；D类：设计问题，它们具有多种解决方案，需要用到前述的所有知识，但主要是应用该章的知识。这些问题可以加强对主要知识的掌握；而且，多数问题是工业中可能遇到的实际问题。

本书所述内容需要45-60讲，具体数量依赖于学生的知识背景和所讲的深度，但最后五章必须包括。在多数情况下，应该在讲第4章前讲第5章，因为理解传热有利于理解传质。

本书馆藏索书号：TQ325 B163/E.2