高分子物理Chapter 8-1[精选].ppt

Chap 8 Yielding and Fracture of Polymer第八章 聚合物的屈服与断裂 本章的教学内容、要求和目的 教学内容： 聚合物的应力—应变曲线 聚合物的屈服 聚合物的断裂与强度 重点要求： 会从聚合物应力——应变曲线获取信息，掌握屈服和断裂现象及其机理、韧性和强度的影响 因素及增韧、增强方法和机理。 学习目的： 能从分子结构、凝聚态结构和屈服、断裂特征上对材料的韧性和强度进行初步判断，学会聚合物的增韧、增强方法，以满足其使用要求。 聚合物的盈应力—应变曲线和屈服 Yielding and Fracture of Polymer  第八章 聚合物的屈服与断裂 8.1.1 The stress-strain curves 应力-应变曲线 断裂能 Fracture energy Young’s Modulus 杨氏模量 形变过程 从应力—应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息 8.1.2 Stress-strain curves under various conditions 各种情况下的应力-应变曲线 (b) Different strain rate Example: PMMA (c) Composition of Polymers 物质结构组成 (d) Crystallization 结晶 (e) The Size of Spherulites 球晶大小 (f) The Degree of Crystallization 结晶度 Different types of stress-strain curve Comparing 8.2 The plasticity and yielding of polymer  聚合物的塑性和屈服 Strain softening 应变软化 8.2.1 Necking 细颈与剪切带 Necking 颈缩现象 Engineering stress and true stress 工程应力和真应力 Considère 作图法: （2）剪切屈服现象、机理及判据 斜截面A? Discussion 抵抗外力的方式 Yield Criterion 屈服判据 切应力双生互等定律 Shear band 剪切带 （3） Crazing 银纹 Microstructure of crazing 银纹方向和分子链方向 银纹和剪切带均有分子链取向，吸收能量，呈现屈服现象 细颈、剪切带和银纹比较 本讲小结 Von Mises criterion Coulomb (MC) criterion 当材料的剪切应变能达到某一临界值时，就产生屈服现象。 在某平面出现屈服行为的临界压力?s与垂直于该平面的正压力?N成正比。 Polymer 当?=45?时 ??s=?0/2 当?=?-90=-45?时 ??s=-?0/2 发生屈服 屈服判据 双轴拉伸 屈服判据 当?=45?时 发生屈服 在细颈出现之前试样上出现与拉伸方向成45?角的剪切滑移变形带 银纹现象为聚合物所特有，它是聚合物在张应力作用下，于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，以至于在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100μm、宽度为10 μm左右、厚度约为1 μm的微细凹槽的现象 分类 环境银纹 溶剂银纹 应力银纹 微纤 Microfibril 微纤平行与外力方向，银纹长度方向与外力垂直。 也称为银纹质 银纹不是空的，银纹体的密度为本体密度的50%，折光指数也低于聚合物本体折光指数，因此在银纹和本体之间的界面上将对光线产生全反射现象，呈现银光闪闪的纹路（所以也称应力发白）。加热退火会使银纹消失 。 F 银纹的扩展 中间分子链断裂 扩展 形成裂纹 主要区别 剪切屈服 银纹屈服 形变 形变大几十~几百% 形变小 10% 曲线特征 有明显的屈服点 无明显的屈服点 体积 体积不变 体积增加 力 剪切力 张应力 结果 冷拉 裂缝 一般情况下，材料既有银纹屈服又有剪切屈服 主要区别 细颈、剪切带 银纹 形变量 形变量大 10~100% 形变量小 10% 曲线特征 有明显的屈服点 无明显的屈服点 体积 体积几乎不变 体积增加 主要相同点 能量 吸收能量 吸收能量 一般来讲，既有银纹屈服也有剪切屈服 * * 6学时 主要内容： 聚合物的应力—应变曲线 聚合物的屈服 聚合物的屈服现象、机理和屈服判据 本讲重点及要求：学会从分子运动角度分析聚合物的应力—应变曲线，掌握聚合物屈服现象、机理和判据。 8.1 The stress-stra