《高分子物理》课程教学资源（文献资料）高聚物精密挤出机理研究中的整体性思维.pdf_大学文库

D0:10.16865.crki.100-7555.2004.05.04 第20卷第5期高分子材料科学与工程 Vol 20.No.5 2004年9月 PO LY MER M ATERIALS SCIENCE AN D EN GIN EERING Sept.2004 高聚物精密挤出机理研究中的整体性思维李晓林，周秀民2，吴大鸣1 (1.北京化工大学，北京1000292.吉林工业职业技术学院，吉林13201) 摘要：用辩证唯物主义的整体性思维原理，从挤出过程的数学模型、高分子材料流变学和挤出过程的系统控制角度，对高聚物精密挤出机理研究中的些问题进行了研究。结果表明，从整体性角度辩证地认识和处理问题，有利于揭示高聚物精密挤出过程的原理关键词：整体：思维：高聚物：机理：挤出中图分类号：TQ320.663 文献标识码：A 文章编号：1000-7555(200405-016905 1引言研究中的几个问题高分子材料本身具有多层次结构，其在挤出过程中会发生复杂的相态和结构变化高分 2高聚物精密挤出数学模型的整体性思维子的这种复杂多变性，决定了高聚物挤出系统高聚物挤出过程的模型化，是根据挤出机各功能段的作用，将其分成几个明确的子系统，具有时间演变的漫长性、空间延拓的广阔性、聚然后引入一系列适当的简化假定，并应用完整合物材料的多层次性、材料塑化进程的多阶段性等特征，因此，高聚物挤出过程是个错综复的工程原理建立每个子系统的数学模型，再将这些子系统的数学模型联合成为一个完整的模杂、变化万端的动态开放性系统高聚物挤出系型2列统可以根据其作用，分解为加料段、固体输送段、熔融段和熔体输送段等功能段山，它们是挤客观事物的整体性是整体性思维的前提出大系统中的子系统，它们都服从大系统的整由于高聚物挤出过程的独特环境，要求我们对体运动规律，并相互联系在一起，且又相互作整体性客体模型化研究时坚持整体性思维，即用、相互影响。不仅如此，作为系统中一员的各思维的主体（数学模型如何在整体思维过程中功能段，其运动和演化又受控于挤出大系统的全面、系统、综合、立体地反映挤出过程的客观整体性因此，整体性挤出过程思维的基本要求变化因此，高聚物挤出既是一个完整的个体，又是一个与各功能段相关联的开放的大系统，是将挤出过程看成是由各部分所构成，又将它它的整体性规律表现在聚合物挤出过程数学描看成是有机联系的不可分割的整体，这样才能在挤出过程思维中逻辑地再现客观整体。其模述上的统一、高分子材料流变行为上的统一和挤出过程控制上的统一。型化整体性思维就是将精密挤出过程这个客观思维的整体性取决于研究客体的整体性对象的抽象整体加以系统分析和系统综合，从高聚物精密挤出过程的这种整体性，决定了我多角度、多层次多手段、多形式去全面地考察们应坚持整体性的辩证思维，才能准确地把握挤出过程这个客观对象的整体，并使之具体化高分子材料流变的内在规律。本文试图用整体的思维过程结合我们长期的科学研究工作，认性的辩证思维方式来探讨高聚物精密挤出机理为对高聚物精密挤出过程模型化的整体性思维应遵循如下原则. 21作者商i李晓林男岁博击款格a1e中8品se.All rights reserved.hp:小www.cnki

第 20卷第 5期高分子材料科学与工程 Vo l. 20, No. 5 2004年 9月 PO LYM ER M ATERIALS SCIENC E AN D EN GIN EERING Sept. 2004 高聚物精密挤出机理研究中的整体性思维李晓林1 , 周秀民2 , 吴大鸣1 ( 1.北京化工大学 , 北京 100029; 2.吉林工业职业技术学院 , 吉林 132011) 摘要: 用辩证唯物主义的整体性思维原理 ,从挤出过程的数学模型、高分子材料流变学和挤出过程的系统控制角度 ,对高聚物精密挤出机理研究中的一些问题进行了研究。结果表明 ,从整体性角度辩证地认识和处理问题 ,有利于揭示高聚物精密挤出过程的原理。关键词: 整体;思维 ;高聚物;机理 ;挤出中图分类号: TQ320. 66 + 3 文献标识码: A 文章编号: 1000-7555( 2004) 05-0169-05 1 引言高分子材料本身具有多层次结构 ,其在挤出过程中会发生复杂的相态和结构变化。高分子的这种复杂多变性 ,决定了高聚物挤出系统具有时间演变的漫长性、空间延拓的广阔性、聚合物材料的多层次性、材料塑化进程的多阶段性等特征 ,因此 ,高聚物挤出过程是个错综复杂、变化万端的动态开放性系统。高聚物挤出系统可以根据其作用 ,分解为加料段、固体输送段、熔融段和熔体输送段等功能段 [1 ] ,它们是挤出大系统中的子系统 ,它们都服从大系统的整体运动规律 ,并相互联系在一起 ,且又相互作用、相互影响。不仅如此 ,作为系统中一员的各功能段 ,其运动和演化又受控于挤出大系统的变化。因此 ,高聚物挤出既是一个完整的个体 , 又是一个与各功能段相关联的开放的大系统 , 它的整体性规律表现在聚合物挤出过程数学描述上的统一、高分子材料流变行为上的统一和挤出过程控制上的统一。思维的整体性取决于研究客体的整体性。高聚物精密挤出过程的这种整体性 ,决定了我们应坚持整体性的辩证思维 ,才能准确地把握高分子材料流变的内在规律。本文试图用整体性的辩证思维方式来探讨高聚物精密挤出机理研究中的几个问题。 2 高聚物精密挤出数学模型的整体性思维高聚物挤出过程的模型化 ,是根据挤出机各功能段的作用 ,将其分成几个明确的子系统 , 然后引入一系列适当的简化假定 ,并应用完整的工程原理建立每个子系统的数学模型 ,再将这些子系统的数学模型联合成为一个完整的模型[ 2, 3]。客观事物的整体性是整体性思维的前提。由于高聚物挤出过程的独特环境 ,要求我们对整体性客体模型化研究时坚持整体性思维 ,即思维的主体 (数学模型 )如何在整体思维过程中全面、系统、综合、立体地反映挤出过程的客观整体性。因此 ,整体性挤出过程思维的基本要求是将挤出过程看成是由各部分所构成 ,又将它看成是有机联系的不可分割的整体 ,这样才能在挤出过程思维中逻辑地再现客观整体。其模型化整体性思维就是将精密挤出过程这个客观对象的抽象整体加以系统分析和系统综合 ,从多角度、多层次、多手段、多形式去全面地考察挤出过程这个客观对象的整体 ,并使之具体化的思维过程。结合我们长期的科学研究工作 ,认为对高聚物精密挤出过程模型化的整体性思维 ,应遵循如下原则。收稿日期: 2002-10-16;修订日期: 2004-07-15 基金项目: 北京市自然科学基金资助项目 ( 3022008) 作者简介: 李晓林,男, 39岁 ,博士 ,副教授. E-mail: xlli@ mail. buct. edu. cn DOI: 10. 16865 /j . cnki . 1000 -7555. 2004. 05. 043

170 高分子材料科学与工 2004年 21连续性原则原则就是从挤出过程整体内部的诸要素间本身连续性原则是指思维的主体从纵的方面去固有的联系来考虑和分析挤出现象，它从纵横反映挤出过程的本来面且。在挤出过程中，聚合两方面对挤出过程进行分析和综合，并按客物由颗粒状开始熔融最后成为熔体各功能段挤出过程本身固有的层次和结构，组成认识网的温度和压力的波动变化材料在挤出机中的逻辑再现客观现象的全貌和本质所以，系统的停留时间分布等都是连续变化的过程，对于整观点是挤出整体性思维的最重要的原则和思个挤出机而言，物性参数和工艺参数的变化同想样也是连续的.因此，可利用其连续性特点，研 2.4动态性原川究同一应力场作用下材料的流变形式和流变行动态性原则是指思维的主体要从变化的角为，推知所经历的演化和相互作用过程不言而度去反映格出时得家体这是因为挤出时程是喻，挤出过程整体性思维的连续性原则实质上个变化多端的复杂整体如整体中的材料能是一个时间原则，它体现了辩证唯物主义将世量、动力状况等要素在不新地变化指·各要素之界不仅看成是事件的集合体，而且看成是过间的联系也随之而不断地变化着：影响挤出过的集合体的思想程发展的环境因素在变化着，并以新的面貌影 22立体性原贝向着挤出过程的发展：不同的时刻，出现不同的挤出过程整体性思维的立体性原则，指的挤出现象，存在时间的差异性：变化的因素影响是思维的主体从横的方向去多方面反映挤出过着材料在空间的流动方式，存在空间上的差异程这个整体聚合物的挤出程是个运动的过性因此，我们说挤出过程是个“活”的动态的整程，其运动是立体的三维的，如同由许多复杂体所以我们的思维也应当具有动态性以使准元素构成的网如果我们的思维仅从某一角用确地把握挤出过程物质系统和动态系统的差异发生，虽然可局部描绘某一个方面的发展变化性和变化性，从而正确地认识挤出过程的发展但常易使我们一叶障目，忽视对挤出现象整体规律活动的研究，立体性原则强调的是挤出过程思总之，高聚物挤出过程复杂多变的现象维要从它所包含的各种属性出发，全面综合诉我们，对其模型化研究思维不可停留在一个整体恤考察它、反映它使整体性事物内在者要平面上，也不能停留在一个阶段上，而是应该根素之间的错综复杂关系的网清晰地展示在我价据实际情况不断地调整自己的思维导向和思维面前立体性原则实际上是一个空间原则，坚持方法，以求真实地揭示挤出过程这个整体客体思维原则，可使我们在认识挤出现象时避的本来面且。免偏一概全的片面性思维方法 23系统性原则 3高分子材料流恋行为的整体性思雄系统性原则是从整体内部的者要素本身月高分子材料在挤出机各功能段中由固态开固有的联系来考察和分析整体性事物，是时、空始熔融，出现熔池，直至完全熔融，并被输送到统一原则，反映了连续性原则和立体性原则的济出机口模经冷却后再次成为固态此过程材统一系统性原则包含：一是构成挤出过程整体料要经历外观形状上的变化、晶态结构上的变的各种现象的成因联系，具体反映了各种挤出化以及分子聚集态结材的变化大分子的缠结现象之间的因果关系和序次关系：二是构成烧与解缠结的过程)4习系统中材料流变行为的出过程整体的各种现象的组合关系，三是不同变化可可分辨出客种状态组成系统的状态字列寻次的挤出整体与其环境的关系挤出时程的和系统露生的状态序列主要来原于系统要素整体性就存在于这三种联系之中。这三种联系间和系统与环境之间的相互矛盾、相互制约向是一种综合效应，在挤出过程的研究中“系这种辞证统一的作用规律主要表现在如下几个挤出系统，“场”（温度场压力场停留时间分方面。布场等“相”材料的相态转变)等概令及其研 3.1内动力与外动力作用的统究方法是系统原则的具体化不难看出系统性 Publishi挤出过程是个不断演化的具有复杂的内

2. 1 连续性原则连续性原则是指思维的主体从纵的方面去反映挤出过程的本来面目。在挤出过程中 ,聚合物由颗粒状开始熔融最后成为熔体、各功能段的温度和压力的波动变化、材料在挤出机中的停留时间分布等都是连续变化的过程 ,对于整个挤出机而言 ,物性参数和工艺参数的变化同样也是连续的。因此 ,可利用其连续性特点 ,研究同一应力场作用下材料的流变形式和流变行为 ,推知所经历的演化和相互作用过程。不言而喻 ,挤出过程整体性思维的连续性原则实质上是一个时间原则 ,它体现了辩证唯物主义将世界不仅看成是事件的集合体 ,而且看成是过程的集合体的思想。 2. 2 立体性原则挤出过程整体性思维的立体性原则 ,指的是思维的主体从横的方向去多方面反映挤出过程这个整体。聚合物的挤出过程是个运动的过程 ,其运动是立体的、三维的 ,如同由许多复杂元素构成的网 ,如果我们的思维仅从某一角度发生 ,虽然可局部描绘某一个方面的发展变化 , 但常易使我们一叶障目 ,忽视对挤出现象整体活动的研究 ,立体性原则强调的是挤出过程思维要从它所包含的各种属性出发 ,全面、综合、整体地考察它、反映它 ,使整体性事物内在诸要素之间的错综复杂关系的网清晰地展示在我们面前。立体性原则实际上是一个空间原则 ,坚持这一思维原则 ,可使我们在认识挤出现象时避免偏一概全的片面性思维方法。 2. 3 系统性原则系统性原则是从整体内部的诸要素本身所固有的联系来考察和分析整体性事物 ,是时、空统一原则 ,反映了连续性原则和立体性原则的统一。系统性原则包含: 一是构成挤出过程整体的各种现象的成因联系 ,具体反映了各种挤出现象之间的因果关系和序次关系;二是构成挤出过程整体的各种现象的组合关系 ,三是不同层次的挤出整体与其环境的关系。挤出过程的整体性就存在于这三种联系之中。这三种联系是一种综合效应 ,在挤出过程的研究中 ,“系” (挤出系统 )、“场” (温度场、压力场、停留时间分布场等 )、“相” (材料的相态转变 )等概念及其研究方法是系统原则的具体化。不难看出 ,系统性原则就是从挤出过程整体内部的诸要素间本身固有的联系来考虑和分析挤出现象 ,它从纵横两方面对挤出过程进行分析和综合 ,并按客观挤出过程本身固有的层次和结构 ,组成认识网 , 逻辑再现客观现象的全貌和本质。所以 ,系统的观点是挤出整体性思维的最重要的原则和思想。 2. 4 动态性原则动态性原则是指思维的主体要从变化的角度去反映挤出过程客体 ,这是因为挤出过程是一个变化多端的复杂整体。如整体中的材料、能量、动力状况等要素在不断地变化着;各要素之间的联系也随之而不断地变化着;影响挤出过程发展的环境因素在变化着 ,并以新的面貌影响着挤出过程的发展 ;不同的时刻 ,出现不同的挤出现象 ,存在时间的差异性;变化的因素影响着材料在空间的流动方式 ,存在空间上的差异性。因此 ,我们说挤出过程是个“活”的动态的整体 ,所以我们的思维也应当具有动态性 ,以便准确地把握挤出过程物质系统和动态系统的差异性和变化性 ,从而正确地认识挤出过程的发展规律。总之 ,高聚物挤出过程复杂多变的现象告诉我们 ,对其模型化研究思维不可停留在一个平面上 ,也不能停留在一个阶段上 ,而是应该根据实际情况不断地调整自己的思维导向和思维方法 ,以求真实地揭示挤出过程这个整体客体的本来面目。 3 高分子材料流变行为的整体性思维高分子材料在挤出机各功能段中由固态开始熔融 ,出现熔池 ,直至完全熔融 ,并被输送到挤出机口模 ,经冷却后再次成为固态 ,此过程材料要经历外观形状上的变化、晶态结构上的变化以及分子聚集态结材的变化 (大分子的缠结与解缠结的过程 ) [ 4, 5]。系统中材料流变行为的变化可分辨出各种状态 ,组成系统的状态序列和系统产生的状态序列主要来源于系统要素之间和系统与环境之间的相互矛盾、相互制约 [6 ]。这种辩证统一的作用规律主要表现在如下几个方面。 3. 1 内动力与外动力作用的统一挤出过程是一个不断演化的具有复杂的内 170 高分子材料科学与工程 2004年

第5期李晓林等：高聚物精密挤出机理研究中的整体性思维 171 部和外部动力作用的动态系统，外动力是由挤 3.3稳定流动与非稳定流动的统出机动力系统加到挤出机螺杆上的，螺杆转动正常的挤出加工过程挤出物尺计稳定、表的同时向材料施加作用力：内动力是高分子之面光滑，是一种稳定的挤出状态但如果挤出机间的相互滑动摩擦缠结和解缠结而产生的.外的切应力超过某一极限值时，挤出物外表面往动力是挤出过程中的主动力，而内动力则是辅往不再光滑甚至出现整鱼皮，最后导致不规则助的挤出系统内外动力的对立统一性是十分的挤出物断裂，出现不稳定的流动因此，在明显的高聚物的挤出过程中存在者稳定流动与非稳定内外动力的交互作用：在一定的温度条件流动的统下，外动力会使材料产生流动变形，分子流动的有多种原闲可造成熔体的不稳定流动其同时会产生分子之间的滑动摩擦，从而产生内中熔体弹性是一个重要原因对于高分子熔体动力因此，外动力的大小和作用效果，直接影粘度高粘滞阻力大，在较高的切变速率下响到内动力，而内动力的变化又会影响外动力弹性变形增大，当弹性形变的储能达到或超过的作用效果克服粘滞阻力的流动能量时，导致不稳定流动内外动力的相互作用和相互影响：外动力的发生因此，将聚合物这种弹性变形储能引起使材料产生流动变形的同时，会破坏材料的原的湍流称为高弹湍流在聚合物加工过程中，应始状态，如材料的晶格结构分子链的排列次该尽可能避免熔体的不稳定流动以确保成理字、分子之间的结等.这些分子内在结构和形制品的外观和质量正确认识稳定流动与非稳态的变化，会导致材料的粘度发生显著的变化定流动的统一的辩证关系，可使我们深入了解粘府的变化又会使材斗的流动形态发生变化产生不稳定挤出现象的原因，有利于实施有效会直接影响外力的作用结果因此这种相反相控制，从而实现精密挤出，成、相互制约的关系，反映了高聚物挤出过程的各因素之间的内在联系 4精密挤出系统控制的整体性思维内外动力之间的相伴而生和相互影向：挤出过程系统控制的整体性与规律存在于料如果不受外力作用，就不可能产生流动变形组成其各种控制对象要素的相互联系和相互作没有流动变形，就没有内动力产生，因此两者之用之中而这种相互联系和相五作用的共同规间是相伴而生和相互影响的。律则反映在事物的整体与层次部分结构功总之，内外动力的相伴发生、相互作用、相能环境和运动的辩证关系上【因此挤出过互抵偿、相互叠加.反映了挤出过程材料运动统程系统控制的整体性思维应当把握下述辩证关一性的内在关系 32膨胀与收缩的统 4.1整体与层次的关系挤出物胀大现象又称巴拉斯效应，是指所谓的层次即层次结构是指挤出过程的体挤出模孔后，挤出物的截面积比模孔截面积具体受控对象，而整体与不同的层次态联系在大的现象，而挤出物收缩是指挤出物的截面积一起，相互作用而形成统一的整体在精密挤出比檬孔截面积小的现象它们都是聚合物熔体控制系统中整休要求的结果是控制稳定是对弹性的表现口挤出过程各波动因素控制的具体反映各层及由于高聚物是热塑性弹性体，决定了其在司层次的要素之间存在着相作用、相互影响挤出时程中张缩形变的必然性聚合物在挤出如温度的波动带来材料粘度的被动，粘度的变机中的演变既不会只是收缩，也不会只是膨胀化会导致压力的波动从而产生棕出流率的波而是有张有缩这种胀缩现象除与聚合物材料动，使挤出过程不稳定层次性的深入，可加深的本身特性如材料种类分子量及其分布、支化对整体性的认识整体性的概括，又可扩展对层彦等有关外不与加工讨程中的工艺条件和外次的认识如通过对挤出过程中高聚物流体流部环境的变化有关因此，高分子材料在挤出过动行为的研究，可知道因素的影响变化规律，才程中存在着膨胀与收缩的统Journal Elec 能在实际工程中进行有效的控制，使挤出过程

部和外部动力作用的动态系统 ,外动力是由挤出机动力系统加到挤出机螺杆上的 ,螺杆转动的同时向材料施加作用力;内动力是高分子之间的相互滑动摩擦、缠结和解缠结而产生的。外动力是挤出过程中的主动力 ,而内动力则是辅助的。挤出系统内外动力的对立统一性是十分明显的。内外动力的交互作用: 在一定的温度条件下 ,外动力会使材料产生流动变形 ,分子流动的同时会产生分子之间的滑动摩擦 ,从而产生内动力。因此 ,外动力的大小和作用效果 ,直接影响到内动力 ,而内动力的变化又会影响外动力的作用效果。内外动力的相互作用和相互影响: 外动力使材料产生流动变形的同时 ,会破坏材料的原始状态 ,如材料的晶格结构、分子链的排列次序、分子之间的缠结等 ,这些分子内在结构和形态的变化 ,会导致材料的粘度发生显著的变化 , 粘度的变化又会使材料的流动形态发生变化 , 会直接影响外力的作用结果。因此 ,这种相反相成、相互制约的关系 ,反映了高聚物挤出过程的各因素之间的内在联系。内外动力之间的相伴而生和相互影响: 材料如果不受外力作用 ,就不可能产生流动变形 , 没有流动变形 ,就没有内动力产生 ,因此两者之间是相伴而生和相互影响的。总之 ,内外动力的相伴发生、相互作用、相互抵偿、相互叠加 ,反映了挤出过程材料运动统一性的内在关系。 3. 2 膨胀与收缩的统一挤出物胀大现象又称巴拉斯效应 ,是指熔体挤出模孔后 ,挤出物的截面积比模孔截面积大的现象 ,而挤出物收缩是指挤出物的截面积比模孔截面积小的现象 ,它们都是聚合物熔体弹性的表现 [7 ]。由于高聚物是热塑性弹性体 ,决定了其在挤出过程中胀缩形变的必然性。聚合物在挤出机中的演变既不会只是收缩 ,也不会只是膨胀 , 而是有胀有缩。这种胀缩现象除与聚合物材料的本身特性如材料种类、分子量及其分布、支化度等有关外 ,还与加工过程中的工艺条件和外部环境的变化有关。因此 ,高分子材料在挤出过程中存在着膨胀与收缩的统一。 3. 3 稳定流动与非稳定流动的统一正常的挤出加工过程挤出物尺寸稳定、表面光滑 ,是一种稳定的挤出状态。但如果挤出机的切应力超过某一极限值时 ,挤出物外表面往往不再光滑 ,甚至出现鳖鱼皮 ,最后导致不规则的挤出物断裂 ,出现不稳定的流动 [8 ]。因此 ,在高聚物的挤出过程中存在着稳定流动与非稳定流动的统一。有多种原因可造成熔体的不稳定流动 ,其中熔体弹性是一个重要原因。对于高分子熔体 , 其粘度高 ,粘滞阻力大 ,在较高的切变速率下 , 弹性变形增大 , 当弹性形变的储能达到或超过克服粘滞阻力的流动能量时 ,导致不稳定流动的发生。因此 ,将聚合物这种弹性变形储能引起的湍流称为高弹湍流。在聚合物加工过程中 ,应该尽可能避免熔体的不稳定流动 ,以确保成型制品的外观和质量。正确认识稳定流动与非稳定流动的统一的辩证关系 ,可使我们深入了解产生不稳定挤出现象的原因 ,有利于实施有效控制 ,从而实现精密挤出。 4 精密挤出系统控制的整体性思维挤出过程系统控制的整体性与规律存在于组成其各种控制对象要素的相互联系和相互作用之中 ,而这种相互联系和相互作用的共同规律则反映在事物的整体与层次、部分、结构、功能、环境和运动的辩证关系上 [ 9] 。因此 ,挤出过程系统控制的整体性思维应当把握下述辩证关系。 4. 1 整体与层次的关系所谓的层次即层次结构 ,是指挤出过程的具体受控对象 ,而整体与不同的层次态联系在一起 ,相互作用而形成统一的整体。在精密挤出控制系统中 ,整体要求的结果是控制稳定 ,是对挤出过程各波动因素控制的具体反映。各层及同层次的要素之间存在着相互作用、相互影响 , 如温度的波动带来材料粘度的波动 ,粘度的变化会导致压力的波动 ,从而产生挤出流率的波动 ,使挤出过程不稳定。层次性的深入 ,可加深对整体性的认识、整体性的概括 ,又可扩展对层次的认识。如通过对挤出过程中高聚物流体流动行为的研究 ,可知道因素的影响变化规律 ,才能在实际工程中进行有效的控制 ,使挤出过程第 5期李晓林等: 高聚物精密挤出机理研究中的整体性思维 171

172 高分子材料科学与工程 2004年稳定现在外界温度材料的基本性能参数以及除挤 42整体与部分的关系出机外的辅机部分这些外部环境对挤出过程古希腊伟大思想家亚里斯多德曾说过：“整系统控制的整体性的影响是显而易见的。外部体大于它的各部分的总和”，这形象地表述了整环境的变化，将直接影响到控制对象参数的变体与部分的关系，任何整体虽由各部分组成，但化，会促使控制系统进行相应的调节，使控制对在功能与行为上，在运动规律上，又与构成它的象达到一个相对稳定的平衡状态部分迥然不同。挤出过程系统控制的整体与部 5结语分的关系表现在每一部分的控制都依赖和响高聚物精密挤出机理研究是通过研究高分着其它部分的控制每一部分要在其它部分的子的软物质特征（即高分子易于对外界的弱刺作用下，才能对整体发挥作用如温度、压力、挤出流率扭矩、转数等部分的控制，是相互影响激产生明显的响应的特点)挤出成型过程中高相互制约的，它们之间的相互协调统一才能对分子的熔体流动结构变化的特点以及挤出过程整体的控制起作用，精密挤出所建立的闭环控的波动形式和波动原因，揭示各种形式的波动对制品几何精度的景影响方式：利用以流率为目制系统，也是几个控制部分之间的相互协调统标函数的具有动态响应特性的挤出过程数学模 ,因此，整体与部分之间的关系不是简单的因果关系的因果链，而是一个互为因果的因果网，型，研究挤出过程不同稳态之间的变化历程，预整体的任一部分，都是整体所有部分的函数测挤出波动对制品精废的影响程度 43整体与结构功能的关系在高聚物精密挤出机理研究中，还有许多尚未认知的领域，从整体性角度辩证地认识和整体各部分之间的联系方式和作用形式的处理精密挤出机理研究中数学草型、材料的流总体成为整体结检整体对物质、能量、信息的变行为以及过程控制的一些问题，有利于提高转换能力和对环境的作用称为整体功能整体科研人员的思难水平，对果题研究有良好的指结构是整体功能的基础，整体功能是整体结构导作用的表现结构决定功能，但功能也反作用于构。挤出过程系统控制的整体结构，具体体现在参考文献被控制对象的数量控和的质量（水平）以及控 [1】朱复华(ZHU Fu-hua).挤出理论及应用(Bior Theory and Application).中国轻工业出版社(Chin 制信号的反馈和调节这种控制结构决定了它 nd ustry Press).200 的控制功能，表现出不同的控制水平。而控制水 [2 DAI Gan-e) 合物加工中的传平的高低，也反作用于控制结构，为控制结构的化出版社（China Petrifa 设计提供参考依据因此我们在考察挤出过程 .,1999.38 系统控制的整体性质时，就不仅要认识单个的 (4h58608. 41 控制对象而且也要认识整体的结构，尤其要把 Nom he.2 5 236 握控制结构的变化这就是从各组成部分以及 5] 它们之间的关系（结构），进而从各组成部分中 I消海海XIA0o张法（ZHAN G FaT.自推导出整体的性质的思维方法然辩证法(Natu Dialectie).北京航空航天大学出版 44整体与环境的关系 Beijing Uriversity of Aemnautics Astmnauties ,1990 挤出时程系统控制的功能表现为整体与外【7金日光界环境的相互作用上，功能是整体在一定环境指ung.华幼卿(HA 中产生的，功能又制约着整体的结构.如果一个整体不能发挥其特有的功能，就不能与外界环 [81 Lin P.Jduia Y.Polym Eng Sd,1997.37(9 15821595 境进行正常的物质、能最和信息的交换，从而☒ 9】金平(QUpig),胡汉杰(HU Hanjie).聚合物个整体无法保持自身结构上的稳定性因此整成型原理及成型书体与功能的关系在相当程度上体现在整体与环化境的关系上，1挤出过程系统的外部环境主要体 ic Publishing House.All rights reserved. http://www.cnk

稳定。 4. 2 整体与部分的关系古希腊伟大思想家亚里斯多德曾说过: “整体大于它的各部分的总和”。这形象地表述了整体与部分的关系 ,任何整体虽由各部分组成 ,但在功能与行为上 ,在运动规律上 ,又与构成它的部分迥然不同。挤出过程系统控制的整体与部分的关系表现在每一部分的控制都依赖和影响着其它部分的控制 ,每一部分要在其它部分的作用下 ,才能对整体发挥作用。如温度、压力、挤出流率、扭矩、转数等部分的控制 ,是相互影响相互制约的 ,它们之间的相互协调统一才能对整体的控制起作用 ,精密挤出所建立的闭环控制系统 ,也是几个控制部分之间的相互协调统一。因此 ,整体与部分之间的关系不是简单的因果关系的因果链 ,而是一个互为因果的因果网 , 整体的任一部分 ,都是整体所有部分的函数。 4. 3 整体与结构功能的关系整体各部分之间的联系方式和作用形式的总体成为整体结构。整体对物质、能量、信息的转换能力和对环境的作用称为整体功能。整体结构是整体功能的基础 ,整体功能是整体结构的表现。结构决定功能 ,但功能也反作用于结构。挤出过程系统控制的整体结构 ,具体体现在被控制对象的数量 ,控制的质量 (水平 ) ,以及控制信号的反馈和调节。这种控制结构决定了它的控制功能 ,表现出不同的控制水平。而控制水平的高低 ,也反作用于控制结构 ,为控制结构的设计提供参考依据。因此 ,我们在考察挤出过程系统控制的整体性质时 ,就不仅要认识单个的控制对象 ,而且也要认识整体的结构 ,尤其要把握控制结构的变化。这就是从各组成部分以及它们之间的关系 (结构 ) ,进而从各组成部分中推导出整体的性质的思维方法。 4. 4 整体与环境的关系挤出过程系统控制的功能表现为整体与外界环境的相互作用上 ,功能是整体在一定环境中产生的 ,功能又制约着整体的结构。如果一个整体不能发挥其特有的功能 ,就不能与外界环境进行正常的物质、能量和信息的交换 ,从而这个整体无法保持自身结构上的稳定性。因此整体与功能的关系在相当程度上体现在整体与环境的关系上。挤出过程系统的外部环境主要体现在外界温度、材料的基本性能参数以及除挤出机外的辅机部分。这些外部环境对挤出过程系统控制的整体性的影响是显而易见的。外部环境的变化 ,将直接影响到控制对象参数的变化 ,会促使控制系统进行相应的调节 ,使控制对象达到一个相对稳定的平衡状态。 5 结语高聚物精密挤出机理研究是通过研究高分子的软物质特征 (即高分子易于对外界的弱刺激产生明显的响应的特点 )、挤出成型过程中高分子的熔体流动结构变化的特点以及挤出过程的波动形式和波动原因 ,揭示各种形式的波动对制品几何精度的影响方式: 利用以流率为目标函数的具有动态响应特性的挤出过程数学模型 ,研究挤出过程不同稳态之间的变化历程 ,预测挤出波动对制品精废的影响程度。在高聚物精密挤出机理研究中 ,还有许多尚未认知的领域 ,从整体性角度 ,辩证地认识和处理精密挤出机理研究中数学模型、材料的流变行为以及过程控制的一些问题 ,有利于提高科研人员的思维水平 ,对课题研究有良好的指导作用。参考文献: [1 ] 朱复华 ( ZHU Fu-h ua). 挤出理论及应用 ( Ex trusi on Th eory and Application ). 中国轻工业出版社 ( China Li ght Ind ustry Press) , 2001. [ 2 ] 戴干策 ( DAI Gan-ce). 聚合物加工中的传递现象 ( Transf er Phenomena of Polym er Processing). 中国石化出版社 ( China Petrif acti on Press) , 1999. [ 3] Wilczynski K. Pol ym. -Plast. Tech nol. Eng. , 1999, 38 ( 4): 581～ 608. [4 ] Potent e H, Jung emann J. J. Pol ym. Eng. , 2000, 20 ( 4): 225～ 236. [5 ] Potent e H, Jung emann J. J. Pol ym. Eng. , 2000, 20 ( 5): 329～ 350. [6 ] 肖海涛 (X IAO Hai-t ao), 张法瑞 ( ZHAN G Fa-rui) . 自然辩证法 ( Natu re Dialectic). 北京航空航天大学出版社 ( Beijing Univ ersit y of Aeronautics & Astronau tics Press) , 1996. [ 7] 金日光 ( JIN Ri-guang) , 华幼卿 ( HU A you- qing ). 高分子物理 ( Macrom ol ecule physics). 化学工业出版社 ( Ch emi cal Industry Press) , 2000. [ 8 ] Lin P, Jaluri a Y. Pol ym. Eng. Sci. , 1997, 37 ( 9): 1582～ 1595. [ 9 ] 瞿金平 ( QU Jin-ping ) , 胡汉杰 ( HU Han-jie). 聚合物成型原理及成型技术 ( Pol ymer Processing Principl e and Tech nology) . 化学工业出版社 ( Ch emical Ind ustry Press) , 2001. 172 高分子材料科学与工程 2004年