PPT7第七章聚合物的粘弹性讲解.ppt

第7章聚合物的粘弹性;普通粘、弹概念; 材料的粘、弹基本概念;形变对时间不存在依赖性;外力除去后完全不回复;弹 性 与 粘 性 比 较;理想弹性体（如弹簧）在外力作用下平衡形变瞬间达到，与时间无关；理想粘性流体（如水）在外力作用下形变随时间线性发展。 聚合物的形变与时间有关，但不成线性关系，两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物的这种性能称为粘弹性。;高聚物粘弹性 The viscoelasticity of polymers;For polymers 对高聚物而言;Comparison s = const.;7.1 力学松弛或粘弹现象;7.1.1 静态粘弹性 (1) 蠕变 Creep deformation;理想弹性体和粘性体的蠕变和蠕变回复;e1; （ii）高弹形变（e2）： High elastic deformation 聚合物受力时，高分子链通过链段运动产生的形变，形变量比普弹形变大得多，但不是瞬间完成，形变与时间相关。当外力除去后，高弹形变逐渐回复。; （iii）粘性流动（e3）： 受力时发生分子链的相对位移，外力除去后粘性流动不能回复，是不可逆形变。;当聚合物受力时，以上三种形变同时发生;外力作用时间问题;;线形和交联聚合物的蠕变全过程;影响高聚物蠕变的因素;;但是实际上交联橡胶不能满足上述条件，即使是充分交联的橡胶，也总有一定的蠕变量。 这是因为分子链的末端链段基本上没有被交联的网络所束缚，再加上网络本身不完善，所以完全不产生蠕变是不可能的，不过，只要非常小的交联就能大大减小蠕变。 D 结晶：结晶聚合物的蠕变能力。总的来说较小，但与结晶度有关，并且结晶度随温度变化而变。如果认为所有结晶高聚物同温度下抗蠕变能力均较非晶高聚物强，将是错误的。例如:非晶PS的蠕变很不明显，因为PS的Tg远高于室温，链运动极为困难。 ;;如何防止蠕变？;(2) Stress Relaxation 应力松弛;理想弹性体和理想粘性体的应力松弛;交联和线形聚合物的应力松弛; 影响应力松弛的主要因素;影响应力松弛的主要因素;7.1.2 动态粘弹性Dynamic viscoelasticity;(1) 用简单三角函数来表示;粘性响应;Comparing ;聚合物在交变应力作用下, 应变落后于应力变化的现象称为滞后;产生滞后原因;损耗的功?W;(3) 内耗 Internal friction (力学损耗);内耗的定义;Application 应用;Characterization of internal friction内耗的表征 ;动态模量;储能模量 E’ 和损耗模量 E’’;Physical meanings;损耗角正切;影响内耗的因素;DMTA results;(2) 频率;DMA result - for frequency;(3) 次级运动的影响;用来分析分子结构运动的特点;PS;For plastics;(4) 链结构的影响;7.2 线性粘弹性Linear viscoelasticity ;理想弹性体 - Spring 弹簧;理想粘性体 - Dashpot 粘壶;7.2.1 Maxwell element;Kinetic equation 运动方程;(1) 蠕变分析 Creep Analysis;(2) 应力松弛分析 Stress Relaxation Analysis;Relaxation time 松弛时间;t的物理含义;应力松弛时间越短，松弛进行得越快；即?越小，越接近理想粘性；?越大，越接近理想弹性。;Maxwell 模型的缺点;7.2.2 Kelvin element;Kinetic equation 运动方程;(1)应力松弛分析;蠕变分析;Discussion;蠕变回复; The shortcoming of Kelvin element;Maxwell和Kelvin模型比较;7.3 Boltzmann’s superpositon 波尔兹曼叠加原理 ;图示;Results of Boltzmann superposition;7.4 粘弹性的时温等效原理Time temperature superpositon;Fast noodle;模量变化;时温等效原理示意图;Example —— Polybutadiene;Discussion;WLF equation;Application;7.5 动态力学谱研究聚合物的分子结构和分子运动;(1) Torsional Pemdulum 扭摆法;时效减量;(2) Rheovibron and Autovibron;从玻璃态升温至玻璃化转变区，非晶高聚物的模量约下降三个数量级，结晶聚合物下降二个数量级，