考研专用高物课件（杨刚）--第七章 聚合物的力学性能.ppt

一、聚合物的力学性能的内涵 固体高分子材料的力学性能，也就是研究受力后，它的尺寸稳定性和强度问题，或者说是形变的特征和破坏的规律问题。 研究力学性能有两个相关的目的。 1、获得描述聚合物力学行为的数据和一般规律。 2、深入了解力学性能与分子结构的内在联系。 二、聚合物力学性能的特点 1、在所有的材料中，高分子材料的力学性能可变性范围宽，性能多样，用途广。 2、具有独特的高弹性 3、具有显著的粘弹性 4、强烈地温度和时间依赖性 5、强度低、模量低、但比强度（强度/密度）高 第二节：高弹态聚合物的力学性质 橡胶材料是重要的高分子材料之一，在Tg以上，处于聚合物特有的高弹性力学状态。高弹性无疑是这类材料显著的特征或说独特的性质，是材料中一项十分难得的可贵性能，被广泛用于各个领域，其作用是不可替代的。 橡胶的分子结构和高弹性的本质长期以来一直受到人们的注视和研究；提高橡胶的耐寒性和耐热性即扩大橡胶的使用范围，成了人们新的课题。 7.2.2 高弹性的特点 弹性：物体抵抗引起形变的外力，并于外力解除后恢复原状的能力。 弹性体：能完全恢复原状的物体。 普弹形变 高弹形变 在弹性范围的伸长率(%) 0.1～1 1000%或更高 拉伸时 冷却 变热 回缩时 变热 冷却 泊松比 0.5 ～0.5 拉伸时的比容 增加 不改变 弹性模量 Kg/cm2 104 ～2x106 20 ～200 升温时的E E↓ E↑ 形变速度 与应力同时产生 落后于应力 形变对T的依赖性 很少 依赖 　 本质　　　　　　　　　　能弹性　　　　　熵弹性 高弹性的特点 1、形变大 100～1000%；一般金属材料的弹 性形变不超过1% 模量小 只有104N/m2左右，T↑，E↑ 一般金属材料达109N/m2 , T↑,E↓ 2、形变时伴有明显的热效应 拉伸时，橡胶会放出热量，T↑; 回缩时吸热， 　　　　　T↓。金属则相反。 3、高弹形变是一个松驰过程，具有时间依赖性，通 常需要一定时间才能达到平衡状态。 7.2.3 橡胶的弹性理论 橡胶的弹性理论排除时间因素的干扰，只讨论平衡态下橡胶的形变与回复过程。橡胶的平衡态显然是一种理想状态，即高分子链间不存在相互作用或链段运动不受阻，在力作用的时间内，高分子已达到平衡状态。就是说橡胶弹性理论建立在平衡态基础上，形变可逆，理论弹性、纯弹性。 橡胶弹性的热力学分析—揭示