D0:10.19484/j.cnki.10008934.1993.09.001 自然辩证法研究 Vo1.9,No.9,1993 高聚物粘弹性模型化研究过 程中的辩证法 一联系高分子材料结构与性能的桥梁 贺子如等 粘弹性是高分子材料使用性能巾最为突出的力学性能，人们对枯弹性的透步观察、认识和分，促成了高聚 物就弹性基本概念、范晓的产生和发展，而概念、花瑞的发展以及其它学科方法的移植和相互渗透又促进了高聚 物粘弹性雕象理论和现代分子理论的形成和发展。运用唯物辩证法的基本观点和科学忍维方法建立起合适的理论 膜型，对于更入地研究聚合物结构与性能之间的相互关系是至关重要的。 指物辩证思方法的达指导过作 引言 目前，粘弹性模型按反映容观事物的深刻匀 分为两秘：一是难象性炕塑，是对容体表现现象规 入类认识物质世界的坊史是相当悠久的，对物 律性的拟合，可以表达为经验公武：二是物理的型 性-一物质对光、声、热、电等作用的啊应 或本质性模型，它以被研究客体的织学模型为材料， 一的理解和利用人美自身进步和社会发展的 运用物学规律来特述客体现象。 个积本因素。其中，人们感知并运用得最早的无疑 应当是力学性质了，而兼有弹性体的纯弹性（小 1形态结构、物理性能和加工 形变)和小分」液体的纯黏性（大形变）的粘弹性 成型条件三者之间的辩证关系 是西分可子材料力学性能中尤为定出的特点。人类对 高分子刊：和高分子枯弹性所具备的知识从点滴的 结构与性能是分子材存在的两种基本属 感性认识到分门别类、自成体系的学科的建立，经 性，是材料内部微观分子运动方式和外部宏观性能 历了没长的过程，而认识和研究的不新深入，促进 表现的充分反映。在自然界中，材料的结构与性能 了现代各种新学科的形戒，也推动了粘弹性理论的 总是不可分割的，它们之间的联系是复杂的和多样 创立和逐步完善。 性的，同时又是相互制约的〔2,3,6,8)。一方，轴 高聚物的粘弹性，是粘性与弹性辩证统一的 构决定性能，有什么样的物质结构就有什么样马之 果，无论在理论上还是在实验上都是一个极为复茶 相联系的特定性能，高分子材料的形态结构是干变 的研究问，特别是口前还不能用简单的力学模型 万化、错综复杂的。存高聚物结构中，首先接触到 上精确地带述高聚物的各种粘弹性行为〔1)。无疑， 的是它的宏观结构，即高分子聚集态结构。在聚集 人们对高聚物粘弹性仪有观察和感性认识是远远不 态结构中又有晶态结构、非晶态结构、取向结构 够的，为了了解粘弹性现象的实质，达到预测和控 等。结构不同，性能也不同，如晶态结构的弹性、 制材料的枯弹性能。必须建立起完整的理论模型体 拉力、韧性就不如非晶态结构，在高聚物的微观结构 系，以寻求结构与性能间的内在关系。从哲学的意 中，最基本的就是分子链的结构，在分子链结构中 义上来说，高聚物粘弹性理论模型化的研究过程是 又有远程结构和近程结构之分。在近程结构中，又 ·本文其它4位作者为边克忠、盛维勇、宋名实和金日光 30 ?1994-2018 China Academic Journal Electronic Publishing House.All rights reserved,http://www.cnki.net
自然 辩证 法研究 V o l . 9 , N o . 9 , 1 9 9 3 高聚物粘弹性模型化研究过 程 中的辩证法 一联系高分子材料结构与性能的桥梁 贯子 长。 等 带 粘弹 性是高分子材料 使用性能巾最为突 出的 力学性能 , 人们对粘弹性的逐 步观 察 、 认识 和 分析 , 促成了 高聚 物粘弹性基本概念 、 范畴的产生和 发展 , 币概念 、 范畴的发展以及其它 学科方 法的 移植和 相互 渗透又促进 了 高聚 物粘弹性唯 象理论和 现代分 子理论的形成和发展 。 运用 唯物辫证 法的基本观 点和 科学思维 方法建立起合适的理论 模型 , 对于 更深入地研究聚 合物结构与性能之间的相互 关系是 至关重要的 。 引 言 人类 认识 ’ }勿质 侧 一 界 的 历 史是相当悠久 的 , 对 一 物 性 - 一物质 对光 、 声 、 热 、 _ 夕: 、 电等作 用 的 啊 应 — 的理解 和利 用足 人类 自身进 步和社 会发展的一 个根 本因索 。 其中 , 人们感 知并运用得 最早的无疑 应 当是 力学性质 了 , il叫在有 弹性 固 体的纯弹性 ( 小 形 变 ) 和小 分子液 体的纯粘 性 ( 大形变 ) 的粘弹性 是 高分子 材料力学性能中尤 为突出的待点 。 人类对 佰分子 科宇和 高分子拈弹性所具备 的知识从点滴 的 感性认识到分门别类 、 自成 体系的学科的建立 , 经 历 了漫 长的过程 , 而认识和研 究的不断 深入 , 促 进 了现代各种新 学科的形成 , 一 也推 动了粘 弹性理论的 创立和 逐 步完善 。 l简聚物 的粘 弹性 , 是粘性 与弹性辩 证统一的结 果 , 无论在理论上还是在实验上都是一个极为复 杂 的研究问题 , 特别是 日 前还不能用简 单的力学模型 去精确地描述高聚 物的各种粘 弹性行为 〔1〕 。 无 疑 , 人 们对 高聚物粘 弹性仅有观察和感性 认识是远远不 够 的 , 为 一 了了解粘 弹性 现象的实质 , 达 到预测和 控 制 材料的粘 弹性 能 。 必须建立 起完整的理论模型体 系 , 以 寻求结构与性能 间的 内在关系 。 从哲学的意 义上来说 , 高聚物粘 弹性理 论模 型化的研究过程是 本文其它4位作 者为边克忠 、 盛维勇 、 宋名实和金 日光 唯物辩证思维方 法的运 用和指 导过 悦 。 目前 , 粘弹性模 型按反 映各观事物 的深 刻本曰义 分为两种 : 一是 唯 象性模塑 , 是对 客体表 现现象规 律性 的拟合 , 可 以表达 为经 验公 式 ; 二是物 理模 型 或本质性模型 , ’ 它以 被研究客体的 数学 模型为材科 , 运 用物理学规律来 猫述 客体现 象 。 1 形态 结 构 、 物 理 性 能 和 加 工 成型 条件 三 者之 间的辩 证关系 结构 与性 能是 佰分子 材洲存在 的两 种 旅 本 属 性 , 是 材料 内部 微观分子运动方式 和外部宏观性能 表 现的充分反映 。 在 自然界 中 , 材 抖的结构 与性 能 总是不可分割的 , 它们之间 的联 系是 复杂的 和多样 性 的 , 同时又是相互制 约的〔2 , 3 , 6 J 8〕 。 一方 il , 结 构 决定性能 , 有 什么 样的物质 结构就 有什么 样 与乙 相 联 系的 特定性 能 , 高 分子 材料的 形态 结构是千 变 万 化 、 错综 复杂的 。 在 高聚 物结构 中 , 首先接触 到 的是 它的宏 观结构 , 即 高分子聚集 态结构 。 在聚 集 态结构 中又有晶态结构 、 非 晶态 结构 、 取 向 结 构 等 。 结构不同 , 性能也不 同 , 如 晶态结构的 弹性 、 拉力 、 韧性 就不如 非晶态结构 。在 高聚物的微观结构 中 , 最基本 的就是分子链 的结构 , 在分子链结构 中 又有远程结构和近程结 构之分 。 在 近程结构 中 , 又 DOI: 10. 19484 /j . cnki . 1000 -8934. 1993. 09. 004
高聚物粘弹性模型化研究过程中的证法 包括结构单元的化学组成、键合方式与颐序、立体 性弹性体中，通诗改沙陵胶成分与塑泡成合之间的 构型与空间排列、支化与交联等。在远程结构中 比，可实现材料内部形态结构由分散相向连续村 不同大小与形态的分子也形成一定的关系。高聚物 的文替变化，从而获得当今市场上耐磨橡胶类旅游 的近程结构与远程结构性能差异很大，近程结构比 鞋底，也可得到抗冲击性能良好的聚苯乙潘望料 远程结构要牢固、有序并能较好地进行定量研究， 正确对待上述三者之的辩证关系，也是我们 远程结构则相对松散无序，难于进行定量考察。另 进行粘隙性理论模型化的粗木出发点。为了三求结 一方面，性能又具有相对独立性，性能反驶结构， 构与性能之间的定量关系，以期对加工成型提供积 又可反作用于结构。性能的反作用说明性能与结村 极的指导作用，必须对高分子链的构象用统计方法 之间是既相适应、又相子质的统一体。相对保守的 处理，使材赵的微观结和参数和宏观力学量加！关 结构要支配控制性能的大小、范围和水平，而相对 联，并引进温度、时间和拉伸速率等外界因素， 活跃的性能在环境影响下的变异，又反过来影响纠 有这样建立起来的理论模型才能其正反驶事物之 构，引包结构变化，林至定被原有结构的束练。两 内在木质，才能好决实际间顺而有发展的潜力。 者的对立与统一是材逐步失效的原因之所在，同 由此建立起来的模型使我们能在粘弹性领诚里描进 时也是我们了所优化材样结构与性能的依据 许许多多种结构与性能关茶的内在物理规律」 在一定的条件下，结构与性能的相互转化可通 过以变加工成型条件来实观。为了获得某种特定的 2 弹性形变和粘性流动的有机统 性能，需要改变该种材样的形态结构，如通过粒子 填茶、共混改性等，从这动音义上来说，结构与性 在多人的传统观上中，固体毫无疑问是弹性 能之间可发生因果关系的转化。而合理正确地选 的，沈体是粘性的。但当你仔细观察许多种自然现 加工成型工艺条件，是材成为制品前必不可少的 象时，你也许会惊讶地发现，几乎自然界所有的一 中间环节，可宜接影响着制品的死微形态，因而最 切物同时兼有弹性和粘性。象水这种典型的牛频 终决定了制品的力学性能和材料的应用范围，因此 液体，跳水运动员在利那问却能感到它的弹性阻 结构、性能与加工成型三者之同的关系在离分子村 力。现代地球物理和地质学究不但证明了“万杨 料的研究和应用领域里是相辅相成的、缺一不可的 皆流”思想的正确性，而且也说明了流动现象对现 正确认识，理解材料的形态结构，物理性能和加 路时间尺度的意义 切事物是发展变化的，而变 工成型条件三者之间的辩正关系，对我们合理选择 化发展的过程对于不同的时间尺度具有相对性。弛 和使用材料是至关承要的，目前，结构与性能的研究 壳板块的漂移、冰在试川中的流动、沧游柔田的 已成为沟通高分子合成、改性， 加工和应用的 迁，虽然在 ,个人的寿命时间内难以察觉、 但从驰 梁。结构方法对我们认识和研究高分子材料内部分 质年代的时问尺度上观家，这种流动就豆而易见 子结构和分子运动的实质是种重要的、行之有成 了，象岩石这样在普通概念里勿事置疑认为是固休 的普遍方法。可以帮助我们了解高聚物的微观和 的东西，也是能形变和流动的物质了，只不过它的 微观结构与其宏观物理性能之同的关系，以此指导 刚度极大(1011达因/匝米量级)，粘度极高(10 我们正帝地选择和使用高分子材，更好地据高 一103泊量级)和松时间极长（10*年量级)罢 聚物的成型工艺条件， 并通过各种途径改变高聚 了 德博拉的名言“山在上帝面前流动了” 的相应形态结构，以有效地改进其性能、设计并合 破了传统的力学响应观令，沟通了固体和流体响应 成具有指定性能的高分子材料。从结构决定性能、性 之间的界限，是人类思想史在流变学材料观上的充 能反映结构而又反作用于结构的基本原则出发， 分反陕。 可见单纯说某种物质具有弹性或粘性，都 可以根据已知对象的内部结构，来推测和预见对象 是具有一定条件的。 的性能。也可以根据已知对象的性能，来推测和预见 粘性和弹性是材料属性不可分割的两个方面 对象的结构，从而结合人们的需要，或改变结构 在不同的观察时间尺度上它们又相互依存和相互转 或改变性能，实现人们充分利用和改造自然的目的。 化。人们对弹性和粘性的逐步观察和认识，促进了 如在我们研究的苯乙烯一二烯多相嵌段共聚物热塑 高分子流变学学科的产生和发展〔4)。高分子流变 1994-2018 China Academic Journal Electronie Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
高 聚物粘 弹性模型 化研 究过程 中的辩证法 包括结构单元 的化 学组 成 、 键合方式与顺序 、 立 体 构型与 空 间排列 、 支化 与交联等 。 在远程结 构 中 , 不同大小与形态的分子 也形成 一定的关系 。 高聚物 的近程 结构与远程结构性能差异很大 , 近程结构 比 远 程结构要牢固 、 有序并能较好地进行定 量研究 , 远程结 构则 相对松散无序 , 难 于进行定 量考察 。 另 一 方面 , 性 能又 具有相对 独立性 , 性能反 映结构 , 又可反 作用于结构 。 性能的反作用说明性能 与结 构 之 间是 既 相适应 、 又相矛盾 的统 一体 。 相对 保守的 结 构要支配控制性能的大小 、 范 围和水平 , 而相对 活跃的性能在环境影 响下 的变异 , 又反过来 影响结 构 , 引起结构变化 , 甚至突破 原有结构 的束 缚 。 两 者 的对立 与统 一是 材料逐步失效 的原 因之所 在 , 同 时也是我们不 断优化材料结构 与性 能的依据 。 在 一定 的条件下 , 结构 与性 能的相互转化可通 过改 变加工成型条件来实现 。 为 了获得 某种 特定的 性 能 , 需要改变该种材料的形态结 构 , 如通 过粒子 填充 、 共混改性等 , 从这种意义 上来 说 , 结构与性 能之间可 发生 因果 关系的转 化 。 而合理正确地选择 加 工成型工艺条件 , 是 材料成 为制品前必不可 少的 中间环 节 , 可直接影 响着制 品 的亚微形 态 , 因而最 终决定 了制品 的力 学性 能和材料 的应用范 围 , 因此 结构 、 性 能与加工成型三者之 间的关系在高 分子材 料 的研 究和应用领域里是相辅相成 的 、 缺一不可 的 。 正确认识 、 理解材料 的形态 结构 、 物 理性 能和加 工成型 条件三者之 间的辩证 关系 , 对我们合理 选择 和使用 材料是 至关重 要的 。 目前 , 结构与性 能的研究 已成 为沟通 高分子 合成 、 改性 、 加工和 应 用 的 桥 梁 。 结 构方法对我们认识和研究高分子 材料内部分 子结 构和分子运 动的实质 是一种重要 的 、 行之有效 的普遍方法 。 可 以 帮助我们 了解高聚物 的微 观和 亚 微 观结构 与其宏观物理性 能之间的关系 , 以此 指导 我们正确地选择和使用高分子 材料 , 更 好地掌 握高 聚物 的成型 工艺条件 , 并通过各种途 径改变高聚物 的相应形 态结构 , 以有效地改进 其性 能 、 设 计并合 成具有指 定性能的高分子材料 。 从 结构决定性能 、 性 能反 映结构而又反作用于结构的基本原则 出 发 , 既 可以根据已知对象的内部结构 , 来推 测和预见 对象 的性能 。 也可 以根据 已知对象的性能 , 来推测和预见 对象 的结构 , 从 而结合人们的需 要 , 或 改变结构 、 或改 变性能 , 实现人们充分利用和改造 自然 的目 的 。 如在 我们研究 的苯 乙烯一 二烯多相嵌段共聚物热塑 性弹性体中 。 通过改变橡胶成分与塑料成 分之间的 配比 , 可实现材料 内部形 态结构 由分散 相向连 续相 的交替变化 , 从而获得 当今市场上 耐磨 橡胶类旅游 鞋 底 , 也可得 到抗冲击性能良好 的聚苯 乙烯 塑料 。 正确对 待上述三者之 间的辩证 关系 , 也是我们 进行 粘弹性理论模 型化的根 本 出发点 。 为 了寻求结 构 与性 能之间的定量 关系 , 以 期对加 工成型提供积 极 的指导 作用 , 必须对高 分子链的构 象用统 计方法 处理 , 使材料 的微 观结构参 数和宏观 力学量加 以关 联 , 并 引进温 度 、 时间和 拉伸 速率 等外界 因素 , 只 有这样建立起 来的理论模 型才能真 正反映事物 之间 的 内在本质 , 才 能解决实 际问 题而有 发展 的潜 力 。 由此建立 起来的模 型使 我们能在粘 弹性领域里 描述 许许多多种结 构 与性能关系 的 内在 物理规 律 。 2 弹性形 变和 粘性流动 的有机统一 在 沃多人 的传统观 念中 , 固 体毫无疑 问是 弹性 的 , 流体是粘 性的 。 但 当你仔细 观察许多种 自然现 象 时 , 你也许 会惊讶地 发现 , 几乎 自然界 所有 的一 切物体 同时兼 有弹性和粘性 。 象水这种典型 的牛顿 液 体 , 跳 水运 动员在刹 那间却 能感到它 的 弹 性 阻 力 。 现代地 球物理和 地质学研究 不但证 明了 “ 万 物 皆流 ” 思想的正确性 , 而且 也说明了流 动 现象对观 察 时间尺度 的意义 。 一切事物是 发展变化的 , 而变 化 发展 的过程 对于不 同的时间尺 度具有 相对 性 。 地 壳板块 的漂移 、 冰在 冰川 中的流 动 、 沧海桑 田 的变 迁 , 虽然在 一个人 的寿命 时间内难 以察觉 、 但 从地 质年代的时 间尺度上 观察 , 这种 流动就 显 而 易 见 了 , 象岩石 这样在普 通概 念里勿庸置疑认 为是 固体 的东西 , 也是 能形变和流动 的物 质了 , 只不过它的 刚度极大 ( 1 0 1 1 达 因/厘米 , 量级 ) , 粘度极 高 ( 1 0 2 , 一 10 2 吕 泊量 级 ) 和松 弛时间极长 ( 10 ” 年量 级 ) 罢 了 。 德博 拉的名 言 “ 山在上帝面前流 动了 ” 彻底打 破 了传统 的力 学响应 观念 , 沟通 了固体和 流体响应 之间的界 限 , 是人类 思想史在流 变学材料观上 的充 分反 映 。 可见单 纯说某种物质具有 弹性或 粘性 , 都 是具有 一定条件 的 。 粘 性和弹性是 材料属 性不可分割的两个方面 , 在不 同的观察时间尺 度 上它们又相互依存和相互转 化 。 人们对弹性和粘 性的逐步观 察和认识 , 促进 了 高分子流 变学 学科的产生 和发展〔4〕 。 高 分 子 流 变
自然证法研究 第9卷笔8灯 学是研究高分子流动与形变的科学，流动与形变是 力学行为。对于苯乙烯一二烯嵌段共聚物热塑性弹 自然现最微见的理鱼。对自然现复的观察和利用极 性体（简称：SDS)这类材料，我们的确无法确切地 大地丰富了人类的知识，而近代工业生产和科学技 区分什么状态时是体，什么状态时是液体，早先 术的发居，需要大规模地生产和使用豆有一定力学 我们发展起来的以弹性为主的SDS粘弹性分子理论 性能的新材料，包括天然高分子和合成高分子材 只能描述SDS弹性体的弹性力学行为，而均相培 料。人们在实践中逐步发现，不同于一般的弹性固 体或浓溶液的粘弹性分子理论只能表征以粘性为主 体（如金属）及低分子液体，高聚物的突出特点是 的擦体粘弹性行为。事实1，SDS在系渐升温过和 弹性和粘性的共存性表现得十分突出，其粘弹性为 中，除体和熔体两种力学状态外，对玻璃化转变 实验条件（应力、福度和观察时间）非常敏感，同一材 区域的粘弹性我们无法找到合理的慎型来进行确切 料可兼有周体和流体两种状态的力学行为。塑料在 的数学西述。为此，考虑到两种理论的共同点，即 很长时间的应力作用下将表现为橡胶的性行为， 弹性与粘性链段的数目比（即德博拉数）的变化 而橡胶在很短的应力作用下将表现为塑料的性泸 所引起的粘弹形变自由能变化为基本出发点，根拒 动行为。在欢，某些古党破瑰上玻璃上 状态变化过程中三维网络中弹性键组数不断转化为 下就是这种现象的证据。 在几个世纪的时间范 性大分子链数的动力学方彩， 发展了 -种新的 内，改璃有点象粘性液体，由于它对重力的钻鞘村 统的粘乳性统：卧理〔5)，从而弥.了{往阻 司限性，使钻件得到了较了的统一与完的， 以灭计的时阿范内，玻璃却是硬的，足新档 及到了学术评委们的高度评价 风见雨士了不会发牛可的粘弹姓而：。5 然这类材料的学性能律经典的作力理论 3 宏观流变学与微观流变学 ()克定律)利顿粘滞定的线式相背离， 的辞证统 面人在1不积从新的角度建立的材料心儿 以精性行。克卡1868应力能于 :究这分本结生的系，时， 的发现，用代表湖克性的簧和代表 必了宏列与数的范与意义。宏观世界是到 的粘递的线性组合册写材样的粘弹兼备的行为，建 月快是1高分各物参、及甘各动 立了松莞时间的急，从而使述纯粘性和纯弹刊 式。宏观客体许许乡多的大分子成，这些天 的经典力学理论陶更接亚实际的精弹性唯理论 分子又是通过化途径出了组成的，微观客休构 进了一大步，1874年玻尔兹曼提出著名的达加原 成了宏观实体的们我哪老，备现成》运动状本相 ，对线性粘弹性理论作了总结，提山了力学应 用的统计效果构成了宏观客体运动。 宏侧和微观是 对形变历史依赖性和退化记忆的观点，从而标识门 指两种不同的研究层次结构和运动演化，它]是彼 本构理论从经典向现代过度的阶段。而非线性本构 此相互联系和相互制约的，它们的辞证发：促进了 方程的确立使现代离分子流变学理论 进 人识论上宏观流变学和微观流变学这对范方法的 的发展与完善。 形成和发展 当然，流变学的目的不单是探紫一种正确的认 高票物粘弹性的究方法分为两类：一是连 识论，更重要的是要寻求 一套完善的研究方法，以 续介质力学法，即宏观流变学4)，不考虑具体的分 对材料的粘弹性响应作严谨的数学精写。高分子流 子结构，试图采用数学解法从宏观角度持述物体的 变学，作为一门实验与理论并重、研究高案物粘弹 粘弹行为二是分子理论法(1)，即缴观或结构流 性的科学，在材料观上对经典理论的固体响应和流 变学，试图从分子结构出发，推导出整体的性质， 体响应之间的死硬限以及力学响应的线性模式等两 实酸表明，连续介质力学法非常成功地解决了许多 方面的突破，是流变学史上的一个新的里程碑。 遗 工业向题，提供了许多有用的一般性平衡原理（连 憾的是，近期发展起来的所有粘弹性理论尚不能描 续性方程、运动方程和能量守恒方程等)以及构写 述材料从固体向溶体逐步转变过程中各种状态下 本构方程时所必须遵从的原则，是一种很重要的方 (包括高弹态、玻璃化转变区、粘流态等)的所有 法，但它尚有许多不足之处，如对不同类型的流体 21994-2018 China Academic lournal electronic Publishing House all rights reserved httn'/www cnkine
9 9 自然辩证法研 究 第 卷 第 期 学是研究高分子流动与形变的科学 , 流动与形变是 自然界最常见 的现象 。 对 自然现象的观察和利用极 大地丰富了人类的知 识 , 而近代工业生产和科学技 术 的发展 , 需要大规模地 生产和 使用具有一定力学 性 能的新材料 , 包括 天然高 分子和合成 高 分 子 材 料 。 人们在实践 中逐 步发现 , 不 同于一般 的弹性固 体 ( 如 金属 ) 及低 分子液 体 , 高聚物的突 出特点是 弹性和粘性的共存性表现得十分突 出 , 其粘弹性对 实验条件 (应力 、 温度和观察时间 )非常敏感 , 同一材 料可兼有固体和流体两种状态 的力学行为 。 塑料在 很 长时 间的应力作用下将表 现为橡胶 的弹性行 为 , 而橡胶在很短 的应力作用下将表 现为塑料的塑性流 动行为 。 在欧洲 , 某些古教 堂玻璃窗上的玻璃上薄 下 厚就 是这种现象的证 据 。 在几 个世纪 的 时间范围 内 , 玻 璃有点象粘性液体 , 由于它对重力的 粘弹性 响应 , 使窗上玻璃的底部变厚 , 顶 部变薄 。 但是在 以 天计的时间范围内 , 玻璃却是硬 的 , }二以抵档狂 风 暴雨的 冲改而不 会发生可察觉的粘弹性 响压 。 显 然这类材 料的力学性能规律 与经典 的弹性力 学理论 ( 胡克定律 ) 和 牛顿粘滞定律 的线性模 式相背离 , 阴而人们不 得不 从)新的角度建立起晰 的 材琳田 论川 以猫述其粘 弹刊行 为 。 麦 克斯韦 1 8 6 8年应力松弘现 象的 发现 , 用代表 胡克 弹性 的 弹簧 和 代表牛杯 粘性 的粘壶 的线性组合描写 材料的粘弹兼备 的 行为 , 建 立 了松弛 时间的概 念 , 从 而使 描述 纯粘性和纯弹性 的经 典力学理 论向更接近 实际的粘弹性唯象理论迈 进了 一大 步; 1 8 7 4年玻 尔兹曼提 出 了著名 的迭加原 理 , 对 线性粘弹性理论作 了 曾 、 结 , 提 出了力学 响应 对形 变历 史依 赖性和退化记忆的观点 , 从而标识 了 本构 理论从 经典向现代过渡的阶段 。 而非线性 本构 方程 的确立使 现代高 分子流 变学理论获得了 进一步 的发展 与完善 。 当然 , 流 变学的目 的不 单是探 索一种正确 的认 识论 , 更 重要的是要寻求一套 完善 的研究方法 , 以 对 材料的粘 弹性响应作严谨 的数学描写 。 高分子流 变学 , 作为一门实 验与理 论并重 、 研究 高聚物粘弹 性的科学 , 在 材料 观上对 经典理论的固体响应 和流 体响应 之间的死硬 限 以及力学响应 的线性模式等两 方面的突破 , 是流 变学史上的一个新 的里程碑 。 遗 憾 的是 , 近期发展起来 的所有粘弹性理论 尚不能描 述 材料从 固体向熔体逐步转 变过程 中各 种 状 态 下 ( 包括高弹态 、 玻璃 化转 变区 、 粘 流态 等 ) 的所有 3 2 力学行为 。 对于苯 乙烯一 二烯嵌段共聚物热 塑性 弹 性 体 ( 简称 S D S ) 这类 材料 , 我们的 确无法确 切地 区 分 什么状态时是固体 , 什么状态时是液体 , 早 先 我们 发展起来 的以弹性为 主的S D S粘 弹性分子理论 只 能猫述 S D S 弹性 固体的弹性力学行为 , 而均相熔 体或浓溶液 的粘 弹性分 子理论只 能表征 以粘性为主 的熔体粘弹性行为 。 事实上 , S D S 在逐渐升温过程 中 , 除 固体和熔 体两种 力学 状态外 , 对玻璃 化转变 区域 的粘弹性我们无法 找到合理的模型来进 行确切 的数学描述 。 为此 , 考 虑到两种 理论的共同点 , 即 以 弹性 与粘性链 段的数 目比 ( 即德博 拉数 ) 的 变化 所 引起 的粘弹形 变 自由能变化为基本 出发点 , 根 据 状态变 化过程 中三维 网络 中弹性链 组数不 浙 转化为 粘性大 分子 链数的动力学方程 , 发 展了一种 新的 系 统 的粘弹性统 计理 论〔5〕 , 从 而弥补了 以往理 论 的 局 限性 , 使粘弹性 理论得 到了较好 的统 一与完善 , 受 到了学 术评委们 的高度评价 。 3 宏观流变学 与微观流变学 的辩证 统一 农 研究高分子 材扣结构与性有匕的相互 关系时 , 必须 了解宏观与微规的 范叹 「与念义 。 宏观 也界是拓 自然界 中高分子 材洲 的 各种物态 、 及其各种 运动形 式 。 宏 观客体由许许多多的大 分子 组成 , 而 这些大 分子 又是通 过化学途径由原 子组成 的 , 微观 客体构 成 了宏观客体的组成要素 , 微观成 分运 动状 态和 作 用 的统 计效果 构成 了宏 观客体运 动 。 宏 观和微观是 指 两种不 同的研究层次结构和运 动演化 , 它们是彼 此 相互 联系和相互制约的 , 它们的辩证 发展 促迸 了 认识论上宏观流变学和微观流 变学这对范畴方法的 形成和 发展 。 高聚物粘弹性 的研究方法 一 可分为两类 : 一是连 续介质力学法 , 即宏观流 变学〔4〕 , 不考虑 具体的分 子 结构 , 试图采用数学解法从 宏观角度描述物体的 粘 弹行为; 二 是分子理论法〔1〕 , 即微观或结 构 流 变学 , 试图从分子 结构出发 , 推导 出整 体的性质 。 实践表 明 , 连 续介质 力学法非 常成功地 解决 了许多 土业问题 , 提供 了许多有 用的一般性平衡原 理 ( 连 续 性方程 、 运 动方程和 能量守恒方程等 ) 以 及构写 本构方程 时所必须遵从 的原则 , 是 一种很 重要的方 法 , 但它尚有许多不足之处 , 如 对不同类 型的流体
高察物粘弹性模型化研究过程中的辩证法 或固体，本构方程应采用何种具体的函数形式，它 相与多相微观原子内的基态和激发态等。每一种 不能作出断定，而且这种理论不能对某种本构方程 具体状态的出现，都有它的数量和质量界限，都有 中可能出现的一切常数或函数作出合理的物理倾 一定的关节域。在一定的关节域内，状态可馆出现 释，更不能将这种常数或函数与材料的形态结构联 一定程度的变化，但这种变化只有数量上的增减， 系起来，从某种意义上来说，连续介质力学方法只是 而无性质上的改变。例如高分子材料在一定的条件 对所有流体宏观相似性的提炼，由于不同的高分子 下可呈现出玻璃态、橡胶态以及粘流态，这三种状 流体具有不同的粘弹性响应 即有不同的记忆特 态在各自的温度，或时间， 或形变速率界限内发 性，因而无法在本构方程中对微观结构的多样性作 生变化时，其状态仍保特不变，但当超过了这种界 出全面的总结和归纳。而分子力学法是采用非平衡 限时，就有可能出现玻璃化转变区或弹粘转变区， 态热力学方法或扩散方程等动力学方法，求得高 使状态之间发生过渡与转换，促进了质的飞跃，因 子流体的宏观测定量（如粘度、应力等）和表示大 而同一种材料可以说它是程料，也可说它是橡胶， 分子的力学模型（如珠簧模型、网络模型、 蠕动 只不过是在不同的条件下而已 模型等)的各种参数之间的关系，无疑能获得许多 状态与变换是相互联系的。从同一层次范围来 重要的分子结构信息，但由于不同的聚合物具有不 看，状态与变换有着不可分割的关系， 一方面，状 同的粘弹记忆特性，且同一聚合物又存在着复杂的 态是变换的基础和根掘，没有状态， 就无所谓变 多重转变和多种松弛机理，而难以找到简单明了 换，离开了一定的状态，任何变换都不可能发生： 的、具有普遍意义的物理数学模型。尚能探求到与 另一方面，变换一个状态在与别的状态的关系中表 材料应力、应变状态有关的精确的流变学数学模 现出的一种属性，是状态的一种动向和表现，离开 型，则可以达到既能区分材料的流变学特征参数的 了变换，状态也就不能在同一层次的因果关系等诸 物理意义，并为这些参数的实验定提供合迎化的 多因素中存在。状态与变换作为物质系统的两种表 建议，如可与分子量、分子量分布联系起来，又可 现形态， 又是相互转化的，它们之间的变动关系可 与材料的连续性方程结合起来，建立运动方程，从 以看作是卷与态之间的相互转化，就同一层次来 而有效地将流动条件和模口几何形状联系起来，可 看。二者可发生地位和作用的转化。 合理地选择最佳的生产条件与工艺参数及优化成型 状态与变换这对范畴丰富和发展了马克思主义 加工设备，以期获得性能良好的制品及可观的经济 哲学关于质量互变规律的内容，为我们研究不同层 效益。因而连续介质力学法与分子理论的密切结合 大之间的关系提供了新的课题和形式化的研究方 是流体运动的相似性与多样性的舞证统一，是流体 法。人们在运动中认识世界，由变化中去发现不 的宏观运动规律与其微观结构参数的有机统一 的东西，从而去发驾御分子运动的内在想律，利 用动场与静场结合的辩证方法， 可以研究不同相态 4状态和变换的辩证统 及其相变过程中的粘弹性行为。 高分子材魁已广泛应用于各种静场与动场下， 自然界中的高分子材料，由于内部矛盾斗争和 如用高分子材料制成的日用品及高速飞转的轮胎 外界因素的扰动作用，将随着时间的推移而变化， 因而静态力学性能和动态力学性能都是非常重要的 这种变化包括物性和物态两个方面。高分子材料丰 钻性馆，实上，高聚动态力学性能函数如模 富多彩的粘弹特性表现为它的多种存在方式和状态 量、内耗等与温度、频率有关，频率为四的动态实 变换之中。自然辩证法关于状态和变换两个范畴就 验近以地相当于1/o=t的静态实险。这在一定程度 是对高分子学科成果的概括与总结 上反映了物理规律的客观性，是相对论的基本精衬 状态是指在一定时间内、一定的物质系统在性 在粘弹性理论的各种模型化研究过程中，通 质不变时的存在方式或表现形态，而变换是各种状 过傅立叶变换或玻尔兹曼迭加原理可实现动态力学 态之间的过渡与转化(2,8)。在自然界中， 状态和 模型与静态力学模型之间的互相转换5)，使力 变换均具有客观普遍性和多样性，如各种运动中的 运动形变和作用频率或时间之间的关联得到充分体 静态和动态、常态和变态，相变过程中的单相、双 现。从而构成了对立统一的辩证运动图象〔7)。 33 1994-2018 China Academic Journal Electronie Publishing House.All rights reserved. http://www.cnki.ne
高聚物粘弹性模 型化研究过程 中的辩证法 或 固体 , 本构方程应采 用何种具 体的函数形式 , 】 它 不能作出断定 , 而且 这种理论不能对某种本构方程 中可 能出现的一切常数或 函数作 出合 理 的 物 理 解 释 , 更 不能将这种常数或 函数与材料 的形态结 构联 系起来 , 从某种意义上来说 , 连续介质力学方祛只是 对所有流 体宏 观相似性的提炼 , 由于不同 的高 分子 流体具有不同的粘弹性 响应 , 即有不同 的 记忆 特 性 , 因而无法在本 构方程 中对微观结构 的多样性作 出全面的总结和归 纳 。 而分子 力学法 是采 用非平衡 态热 力学方 法或扩散方程等动力学方祛 , 求得高分 子 流体的宏观测定 量 ( 如 粘度 、 应力等 ) 和表 示大 分子的力学模型 ( 如珠 一 簧模 型 、 网络模型 、 蠕 动 模型等 ) 的各种参 数之间的关系 , 无疑能 获得许多 重 要的分子结 构信 息 , 但由于不同的聚合物具 有不 同的粘弹记忆 特性 , 且同一聚合物又存在着复 杂的 多重转变和多种 讼弛机理 , 而难 以找 到 简 单 明 了 的 、 具 有普遍意义的物理数学模型 。 尚能探求 到与 材料应 力 、 应 变状 态有关的精确的流变 学 数 学 模 型 , 则 可以 达到既 能区分材料 的流变 学特征参数的 物理意义 , 并为这些参数 的实 验测定提供合理 化的 建议 , 如 可与分子量 、 分子量分布联系 起来 , 又可 与材料 的连续性方程结合 起来 , 建立运 动方程 , 从 而有效 地将流动条件和模 口 几何形状联 系起来 , 可 合理地 选择最佳的生产条件与工艺参数 及优 化成 型 加工设备 , 以期获得性能 良好 的制 品及可观的经济 效益 。 因而连续介质力学 法与分子理论 的密切 结合 是流 体运动的相似性与多样性的辩证统一 , 是流体 的宏 观运动规律与其微观结构 参数的有 机统一 。 4 状 态和 变换的辩证统一 自然界 中的高分子材料 , 由于内部矛盾斗争和 外界 因素的扰动作用 , 将随着时间的推 移而变化 , 这种 变化包括物性和物态两个方面 。 高 分子材料丰 富多彩的粘弹特性表现为它的多种存在方式和状态 变换 之 中 。 自然辩证法关于状态和变换 两个范畴就 是对 高分子学 科成果 的概括 与总结 。 状态 是指在一定时间 内 、 一定的物质系统在性 质不变时的存在方式或表现形态 , 而变换是各种状 态之间的过渡与转化〔2 , 幻 。 在 自然界 中 , 状 态 和 变换均 具有客观普遍性和多样性 , 二 如各种运动中的 静态和 动态 、 常态 和变态, 相变过程 中的单相 、 、 双 相与多相 ; 微观原子 内的基态 和激发态等 。 每一种 具体状态 的出现 , 都有它 的数 量和质量界 限 , 都有 一定 的关节域 。 在一定的关节域 内 , 状态 可能出现 一定程度 的变化 , 但 这种 变化只有数量上 的增减 , 而无性质上 的改变 。 例如高分子 材料在一定的条件 下可呈现 出玻璃态 、 橡胶态 以及粘流态 , 这三 种状 态在各 自的温 度 , 或 时间 , 或 形变速率 界 限 内 发 生变化时 , 其状态仍 保持不变 , 但当超过了这种界 限时 , 就有可能出现玻璃化转变 区或弹粘转变区 , 使状态之 间发生过渡与转 换 , 促 进了质的 飞跃 , 因 而同一种材料可以说它是塑料 , 也可说它是橡胶 , 只不过是在不 同的条件下而已 。 状态与 变换 是相 互联 系的 。 从 同一层 次范围来 看 , 状态 与变换有着不可 分割 的关系 , 一方面 , 状 态是变换 的基础和根据 , 没有状态 , 就 无 所 谓 变 换 , 离开了一定的状态 , 任何变换 都不可能发生 , 另一方面 , 变换一个状态在与别的状态 的关系中表 现出的一种属性 , 是状态 的一种 动向和表现 , 离开 了变换 , 状态也就不能在 同一层次 的 因果关系等诸 多因素 中存在 。 状 态与变换作 为物质系统 的两 种表 现 形态 , 又是 相互转 化的 , 它们 之间的变 动关系可 以看作是态与态之间的相互转化 , 就 同 一 层 次 来 看 , 二者可发生地位 和作用的转化 。 状态 与变 换这对范畴丰富和 发展 了马克思主义 哲学关于质量互变规律的内容 , 为我们研究 不同层 次之 间的关系提供 了新 的课题和形式化 的 研 究 方 法 。 厂 人们在运 动 中认识 世界 , 由变化中去发现不变 的东西 , 从而去 发叹驾御分子运动 的内在规律 , 利 用动场与静场结合的辩证 方法 , 可以研究不 同相态 及其相变过程 中的粘 弹性行为 。 高 分子材料已广泛应用于各种静场 与动场下 , 如 用高分子材料制成的 日用品及高速飞转的轮胎 。 因而静态 力学性能和动态 力学性能都是非常重要的 粘弹性能 , 事实上 , 高聚物 动态力学性能函数如 模 量 、 内耗等与温度 、 频 率有关 , 频率为。 的动态 实 验近似 地相当于1/ 。 = t 的静态实验 。 这在一定程度 上 反映了物理规律 的客 观性 , 是相对论的基本精神 之一` 在粘 弹性理论的各种模型化研究过程中 , 通 过 傅立 叶变换或 玻尔兹 曼迭加原理可实现动态力学 模型 与静 态力学模 型之间的互相转换〔5〕 , 使 力 、 运动形变和作用 频率或时间之间的关联得到充 分体 现 , 从而 构成 了对立统 , 的辩证运 动图象 7t 〕 。 . -
自然辩证法研究 第9卷第9期 数，充分体现了粘弹性材料的应力或应变对过去的 5 流体与时空的辩证统 运动历史的依赖性，表明物体对它曾经经历的运动 有“记忆”能力，或者说，流体的力学行为有历史 自然界是一个物质的世界，物质世界又是在永 的“遗传性”，这种“记亿”原理或“遗传性”原 恒地运动着。“一切存在的基本形式是空间和时 理排除了本构关系对将来时间范围内的泛函依赖 间，时间以外的存在和空间以外的存在，同样是非 性，或者说，只有历史决定现在，材料不能 常荒诞的事情”〔9〕。这清楚地表明，空间和时间 见”将来的行为。这一原理配好与牛顿的绝对时空 是与流体（或物质)不能分制的7,10。它们和流 观相背离，在牛顿经典材料理论中，给出初始t=0条 体本身一样，也是宏观存在的。在世界上不存在没 件，在力学的一般连续性要求之下，物质的将来和 有旋体的空间、对间，也不存在不在空间、时间中 去的运动就完金确定下来了。显然，绝对时空观 运动着的流体。所以说，流体运动本身是以空间不 过分夸大了时空的独立性而忽视了它与物质的联 时间这两种物质存在的形式为前提的。 系，是与形而上学的物质观、运动观相联系的。而 连续介质力学所研究的对象，“流体”，被定义 爱因坦的广义加对论的曲时空观刘把物质与时 为具有某种几何结构，它有占据空间和随时间发生 空完全混在一起而忽视了时空的相对独立性〔们 运动和形变的能力。这个结构可简单地用欧几里得 人类对时空的认识是相对的，是在不断变化发展 空间中的点的集合来丧示〔)。任何流体的运动、变 的 这是辩证唯物主义的正确时空观〔11)，我们应 化和发展都是前后粗随、连续更替、顺序展开的。 承认时室的相对独立性，但又应该强调时空与 在力的作用下，流体发生运动，流体的运动义导致 体的内在联系，本构方程的确立是流体与时空观瓣 了流体时室特性随流体形态的变化而变化。 力学的 证统 的结果 任务就是要把流体、运动和力三要素联系起来，以 期对材料的力学行为得出一个好的模型来，用以描 6 局部与整体的辩证统一 述流体运动的自然规律，使流体、运动、时间和空 间形成一个四雄统一的不可分刻的整达〔11们 整体是指构成事物的诸要素和关系的全部总 我们知道，空间是流体的伸张性，即广延性 和 是事物的组成、结构、性质、功能及其多样性 空间上的无限性即流体在伸张性方面的无限性。时 联系和复杂相互作用的辨证统一。而局部是整体 间是物质的持续性，即顺序性，时间的永恒性，实 的各种要素和各种关系，可以是某一要素，也可以 际上就是流体在持续性方面的无限性，这表明， 流 是某些要素的组合。局部是构成整体的基础，同时 体在时间和空间上都是不可穷尽的10。这种基本 又受到整体的制约，以整体为归宿。整体之所以成 观点在连续介质力学提出的构写本构方程的几个法 为整体，它是各个局部的综合，是多种关系的统 则中得到了充分体现 与协调，它不是各个局部的机械式线性组合。整 在本构方程的三个法则(4)中，坐标不变性原 与局部不是绝对的，而是相对的，同时也是不断地 理，是对本构关系数学表述的一种要求，它阴确岩 变化和发展的3) 出了应当用什么样的目光去看待物理定律， 任何物 整体与局部之间的舞证关系，在高分子物理 理定律必须遵循量纲和谐原理和坐标不变性的变换 城里主要表现在单体与多体，即个体与群体之间的 法则，其真实性是不在何种华标系中加措即 辩证关系。在究高分子结构时，我们常使用两 转移的。而材料客观性原理是本构方程框架无差异 种尺度： 一种是单体单元尺度，量度的是化学家 的一个严格要求，或者说框妇改变应当客观地进行 惜于注意的局部结知性盾，另一种是分子锥线团 变换，这两个法则不会产生任何意义上的本构关系 的尺度，量度的是整个大分子的结构和性质。而在 式，任何数学物理方程都必须遵循它们，但流变性 研究结构与性能的相互关系时，采用分析和综合的 确定论原理是流变学本构理论所特有的，它说明了 方法先对各个局部的细节进行深入深索与研究，局 在某一时刻、空间某一位置的质点的力学响应由流 部结构特征对材料的选择十分重要，对大多数高分 体运动的历史所决定。在本构方程中引入记忆函 子材料的物理和化学性质均起着决定性的作用，在 34 21994-2018 China Academic lournal electronic Publishing House all rights reserved http/ww cnki ne
自然辩证法研究 第 卷 第 期 9 9 流体与时空的辩 证统一 5 自然界是一个物质 的世界 , 物质 世界 又是在永 恒地运 动着 。 “ 一切存在 的基本形式是 空 间 和 时 间 , 时间以 外的存在和空 间以外的存在 , 同样是非 常荒诞的事情 ” 〔9〕 。 这清 楚地表 明 , 空 间和 时 间 是与流体 ( 或 物质 ) 不 能分割的〔7 , 10〕 。 它们和 流 体本身一样 , 也是 宏观存在 的 。 在 世界 上不存在没 有流 体的空间 、 时间 , 也 不存在不在空 间 、 时间 中 运动着 的流体 。 所以说 , 流体运动本身是以空间和 时间这两种物质存在 的形 式为前提的石 连续介质力学所研究 的对象 , “ 流体 ” , 被定义 为具有某种几何结 构 , 它有占据 空间和 随时间发生 运动 和形 变的能力 。 这个结 构可简单地用欧几里得 空间 中的点 的集合来 表示 〔们 。 任何流 体的运动 、 变 化和 发展都是 前后相 随 、 连续更替 、 顺序展开 的 。 在力的作用下 , 流 体发生 运动 , 流体 的运动 又导致 了流 体时 空特性随流体形态 的变化而变化 。 力学的 任务就是 要把流体 、 运 动和力三要素联系起来 , 以 期对 材料的力学行为得出一个好的模型 来 , 用以描 述流体运动 的 自然规律 , 使流体 、 运动 、 时间和 空 间形成一个四 维统 一的不可分割的整体〔11〕 。 我们知道 , 空间是流体的伸张性 , 即广延性 , 空 间上 的无限性 即流体在伸张性方面的无限性 。 时 间是物质的持续性 , 即顺序性 , 时间的永恒性 , 实 际上就是流体在持续性方面的无限性 , 这表 明 , 流 体在 时间和 空间上都是不可穷尽的 〔10 。 这种 基本 观点在连续 介质力学提 出的构写本构方程 的几个祛 则中得 到了充分体现 。 在本构方程 的三个法则〔4〕中 , 坐标不 变 性 原 理 , 是对本构 关系数 学表述的一种要求 , 它明确指 出了应 当用什么样的目光去看待物理 定律 , 任何 物 理定律 必须遵循量纲和谐原 理和 坐标不 变性的变换 法则 , 其真实性是不 以在何种坐标系 中加 以描述即 转移的 。 而 材料客观性原理是本 构方程框 架无 差异 的一个严格 要求 , 或者说框架 改变应 当客观地进行 变换 , 这两个法则不会产生任何 意义上 的本构 关系 式 , 任何数 学物理方程都 必须遵循它们 , 但流变性 确定论原理 是流变学本构理论所特有 的 , 它说明了 在某一时刻 、 空间某一位置 的质点的力学 响应 由流 体运 动的历史 所决定 。 在 本构方程中引 入 记 忆 函 数 , 充分体 现了粘弹性材料的应力或 应变对过去 的 运动 历史的依赖性 , 表明物体对它曾经经历的运动 有 “ 记忆 ” 能力 , 或者 说 , 流 体的力 学行为有历史 的 “ 遗传性 ” , 这种 “ 记忆 ” 原理或 “ 遗传 性 ” 原 理 排除了本构关系对将来时间范围内的 泛 函 依 赖 性 , 或者说 , 只有历史决定现在 , 材料 不 能 “ 预 见 ” 将来 的行为 。 这一原 理刚好与牛顿 的绝对时 空 观相背离 ,在牛顿 经典材料理论 中 , 给出初始 t = 。条 件 , 在力学的一般连续性要求之下 , 物质 的将来 和 过去的运动就完全确定下来了 。 显然 , 绝对 时空观 过分夸 大了时空的独立性而忽 视了 它与 物 质 的 联 系 , 是 与形 而上学白尔吻质观 、 运 动观相联系 的 。 而 爱因斯 坦的广义相对论的弯 曲时 空观则把物质与时 空完全混在一起而忽 视了时空的相对独 立性 〔7〕 。 人类对 时空的认识是相对的 , 是在不断 变 化 发 展 的 , 这是辩证 唯物 主义的正确时空观 〔11〕 , 我们 应 该承认时 空的相对独立性 , 但 又应该强调时 空与流 体 的内在联系 , 本构 方程的确立是流 体与时 空观辩 证 统一的结果 。 6 局 部与整体的辩证统一 整 体是指构成 事物的诸要素和关 系 的 全 部 总 和 , 是事 物的组成 、 结构 、 性质 、 功能及 其多样性 的联系和复杂相互作用的辩证统一 。 而局 部是整 体 的各种要素和各种关 系 , 可 以是某 一要素 , 也可 以 是某些要素 的组合 。 局 部是构成整体的基 础 , 同时 又受 到整 体的制约 , 以整 体为归宿 。 整体之所 以成 为整体 , 它是各个局部 的综合 , 是 多种关系 的统一 与协调 , 它不是各个局部的机械 式线性组 合 。 整 体 与局 部不是绝对的 , 而是 相对 的 , 同 时也是 不断地 变化和 发展的〔3〕 。 整体与局部之 间的辩证关系 , 在 高分子物理领 域 里主要表 现在 单体与多体 , 即个体与群 体之间的 辩证 关系 。 在研究高分子链结构时 , 我们常使用两 种尺度 : 一 种 是单体单元尺度 , 量度 的是化学家习 惯于注意 的局 部结 构和性质 ; 另一种是分子链线团 的尺度 , 量度 的是整个大分子 的结构和性质 。 而在 研究结构 与性 能的相互 关系时 , 采 用分析和 综合的 方祛先对各个局 部的细 节进行 深人探索与研究 , 局 部结构特征对 材料的选择十分 重要 , 对大 多数高分 子材料的物理和化学性质均 起着决定性 的作用 , 在