高分子物理第8章第四课探析.pptx

高分子物理;第三节 黏弹性;3-2 蠕变;3-3 应力松弛 ;3-4 滞后现象（Delay ）;3-5 力学损耗;这种由于力学滞后而使机械功转换成热的现象，称为力学损耗或内耗。 以应力～应变关系作图时，所得的曲线在施加几次交变应力后就封闭成环，称为滞后环或滞后圈，此圈越大，力学损耗越大;;在正弦应力作用下，高聚物的应变是相同 角频率的正弦函数，与应力间有相位差 交变应力 应变 展开得： 应力同相位 比应力落后 弹性形变动力 克服摩擦力;应力与应变的关系 可用模量表达： 由于相位差的存在， 模量将是一个复数， 叫复变模量： ;复变模量的实数部分表示物体在形变过程中由于弹性形变而储存的能量，叫储能模量，它反映材料形变时的回弹能力（弹性） 复变模量的虚数部分表示形变过程中以热的形式损耗的能量，叫损耗模量，它反映材料形变时内耗的程度（粘性） 滞后角 力学损耗因子;损耗模量 ;动态力学分析(DMA);3-7 黏弹性模型;⑴Maxwell模型 由一个弹簧和一个黏壶串联而成 当一个外力作用在模型上时 弹簧和黏壶所受的应力相同 所以有： ; 代入上式得： 这就是麦克斯韦模型的运动方程式 ;17;18;应用： Maxwell模型来模拟线型聚合物应力松弛过程特别有用 但不能用来模拟交联高聚物的应力松弛（不会松弛到零） Maxwell模型用于模拟蠕变过程是不成功的;20;21;模型用途:模拟交联高聚物的蠕变过程. 当F作用到模型上时,由于粘壶的存在,弹簧不能立即被拉开,只能随着粘壶慢慢被拉开,形变是逐渐发展的.外力除去,由于弹簧的回复力,整个模型的形变也慢慢被回复.所以该过程反映了蠕变过程中的一种形变—高弹形变;23; Kelvin模型可用来模拟交联聚合物的蠕变过程 Kelvin模型不可用来模拟线型聚合物的蠕变过程（为什么？） Kelvin模型不能用来模拟应力松弛过程;Δ两个模型的不足： Maxwell模型在恒应力情况下不能反映出蠕变行为 Kelvin模型在恒应变情况下不能反映出应力松弛;（３）四元件模型是根据高分子的运动机理设计的（因为高聚物的形变是由三部分组成的）;①由分子内部键长，键角改变引起的普弹形变，它是瞬间完成的，与时间无关，所以可用一个硬弹簧来模拟。 ②由链段的伸展，蜷曲引起的高弹形变随时间而变化，可用弹簧与粘壶并联来模拟。 ③高分子本身相互滑移引起的粘性流动，这种形变随时间线性变化，可用粘壶来模拟。;28;我们可以把四元件模型看成是Maxwell和Kelvin模型的串联 实验表明：四元件模型是较成功的，在任何情况下均可反映弹性与粘性同时存在力学行为。 不足：只有一个松弛时间，不能完全反映高聚物粘弹性的真实变化情况，因为链段有大小，对应的松弛时间不同。;30;31;32;3-8 时温等效原理;3.借助于转换因子可以将在某一温度下测定的力学数据，变成另一温度下的力学数据，这就是时温等效原理。 4.实用意义 通过不同 温度下可以试验测得的力学性质进行比较或换算，得到有些高聚物实际上无法实测的结果(PE) ;由实验曲线 迭合曲线 ;将平移量～温度作图;37;38;39;40;41;42;43;44;45;3-9 Boltzmann迭加原理;可以根据有限的实验数据，来预测高聚物在很宽的负荷范围内的力学性质 这部分内容自己看一下书;第四节 极限力学行为;4-1 概述;②由应力～应变曲线上可获得的反映破坏过程的力学量: 扬氏模量 屈服应力 屈服伸长 断裂强度（抗拉强度） 断裂伸长;③高聚物的力学性能与温度和力的作用速率有关，因此在试验和应用中务必牢牢记住：必须标明温度和施力速率（或形变速率），切勿将正常形变速率下测试数据用于持久力作用或冲击力作用下的场合下；切勿将正常温度下得到的数据用于低温或高温下。只有在宽广的温度范围和形变速率范围内测得的数据才可以帮助我们判断高聚物材料的强度、硬软、韧脆，再根据环境的要求，才能选出合适的材料来进行设计和应用。;④材料破坏有二种方式，可从拉伸应力~应变曲线的形状和破坏是断面形状来区分： 脆性破坏:①试样在出现屈服点之前断裂 ②断裂表面光滑 韧性破坏:①试样在拉伸过程中有明显屈服 点和颈缩现象 ②短裂表面粗糙;⑤拉伸应力曲线反映的材料的力学性质 力 学 参 量 力 学 性 质