692-高聚物自由体积与温度与应力水平的相关性与在线粘度计(黏度-粘度-时间-温度-应力等效性原理).pdfVIP

第 卷第 期 高分子材料科学与工程 21 3 .21. .3 VO1 NO 年 月 2OO5 5 POLYMER MATERIALSSCIENCE AND EN INEERIN May 2OO5 高聚物自由体积与温度和应力水平的相关性 . 3 罗文波 杨挺青 王霞瑜. . (1.湘潭大学化学学院 湖南 湘潭. 4111O5; 2.湘潭大学基础力学与材料工程研究所 湖南 湘潭. 4111O5; 3.华中科技大学力学系 湖北 武汉. 43OO74) 摘要 高聚物等粘弹性材料力学行为的时间相关性 可采用材料内部时钟或特征时间表征 这个特征时: . G 间受多种因素的影响.如温度 物理老化 压力和溶剂浓度 损伤 应力水平或应变水平等 文中考察温度~ ~ ~ ~ G 和应力水平对材料特征时间的影响 得到了材料粘度与温度和应力水平的相互关系 进而推导出材料中. . 自由体积分数与温度及应力水平的相互关系式.为拓展时间 温度等效原理和建立时间 温度 应力等效~ ~ ~ 原理提供了理论基础G 关键词 自由体积 粘度 温度 应力 时间 温度 应力等效性原理: ; ; ; ; ~ ~ 中图分类号 + 文献标识码 文章编号 : 631.2 1 : :1OOO~7555(2OO5)O3~OO11~O5 O A 高聚物及其复合材料的变形与破坏规律以 需在材料中注入示踪分子 因而会改变原有自. 及结构与性能关系方面的课题 一直是材料和. 由体积特性 影响实验结果 而小角 射线衍. . X 力学工作者共同关注和研究的重要内容[1~3]G 射则不能探测孔径小于 1 nm 的自由体积 近G 高聚物与金属 陶瓷等无机材料相比 最显著的~ . 期的研究表明.正电子湮没技术具有灵敏 原~ 区别在于其力学性能具有强烈的流变性 即与. 位 无干扰等特点 能直接给出自由体积孔洞的~ . 时间 温度等因素相关 在对高聚物等流变性材~ G 尺寸 浓度以及自由体积分数等重要信息 是一~ . 料的本构关系和破坏理论以及粘弹性结构的寿 种探测高聚物微观结构的有效实验手段[9.1O]G 命预估等方面已经取得了不少进展[2~4]G 高聚 自由体积与聚合物的许多物理化学性质密 物流变行为的本质特征.从力学性能上看是材 切相关[5~7.1O~14] .如粘度 粘弹性 玻璃化转变~ ~ ~ 料行为与时间相关 从材料结构而言是源于高. 结构弛豫以及塑性屈服等 自由体积理论已经G 分子链的扩散和结构重排G 成功地应用于对高聚物的粘滞性~粘弹性 玻璃~ 对材料特征时间的变化及分子链的扩散和 化转变 时温等效原理和现象 乃至导电高分子~ . 重排研究往往采用自由体积理论[5~8]