流變學研究各種真實且連續介質的行為。對于有限大小的物體,“行為”意味著外部作用(施加在物體上的力)和內部反應(物體形狀的變化)之間的關系。對于連續介質,可以考察某點的力與形變之間的關系,即一個物體中兩個任意點之間距離的變化,這種方法可避免考慮物體作為一個幾何整體的問題,僅關心其實質性的、固有的性質。由此可給出流變學的定義:研究具有不同性質的、連續介質的力學性質,即確定“在一個參照點上”物質的力和運動之間的關系。流變學是一門研究固體、液體、中間工藝和產物(材料)力學性質的科學,且可通過模型描述這些材料行為的基本特性。材料的行為是力與形變之間的關系,模型可給出相應的數學表達式,包括由模型表示的流變特性(即數學圖像)和反映材料特性的模型參數。
流變學模型與物理學的“點”有關。這個“點”是包含足夠多分子的物理對象,物質的分子結構可忽略,故視為連續介質。流變學分析基于連續介質理論,即假設:
(1)從一個幾何點到另一個幾何點的過渡過程是連續的、不間斷的,可用無窮小量的數學分析方法,不連續僅出現在邊界上。
(2)溫分布或其他原因),但這種變化是逐漸發生的,反映在連續介質理論方程描述材料性質時的空間依賴性上。對于被不連續性邊界表面包圍的材料的任何部分,必須由所對應的特定模型描述。
(3)連續性理論包括沿不同方向的材料性質各向異性的概念。
材料的流變行為取決于觀察(實驗)時間和空間尺。前者是衡量材料固有的過程速率與實驗和/或觀察時間之比的重要指標,后者決定了材料是同質還是異質結構。根據實際工藝和物質的流變特性,可對其行為進行宏觀描述。不同材料(塑料和陶瓷、乳液和分散體)的合成、加工和成形技術(如在化學和食品工業、制藥、化妝品、運輸、石油工業等方面,材料的長期特性)、自然現象(如泥石流和冰川的運動)以及生物問題(血液循環動力學、骨骼工作)中,流變學模型均獲得廣泛應用。
流變學的首要目標是尋找各種工藝和工程材料的應力-形變關系,以解決與材料的連續介質力學有關的宏觀問題。流變學的第二個目標是建立材料流變特性與其分子組成之間的關系,涉及材料的定量估算、分子運動規律的理解和分子間相互作用。其中“微流變學”(microrheology)與愛因斯坦(Einstein)的經典著作有關,專門研究懸浮液的黏性性質,不僅關注物理點的運動,還關注形變中介質內部點發生的變化。
就流變學研究對象而言,由于在有限時間范圍高分子存在并呈現出豐富的力學、化學及材料性質與功能的弛豫譜,豐富的硬-軟材料性質以及如應變滯后(strain hysteresis)、剪切變稀(shearthinning)、離模膨脹(dieswell) 爬桿效應(又稱魏森貝格效應,Weissenberg effect)等奇異的流變現象,因而,高分子成為流變學最主要的研究對象之一,這是高分子長鏈特征、分子量寬分布以及組分(組成)的多樣性所賦予的。