第11章聚合物力学性能.pptVIP

第十一章 聚合物的力学性能;主要学习内容;11.1应力－应变曲线 ;;;§ 11.1.1 非晶态高聚物的应力-应变曲线;?A 弹性极限应变 ?A弹性极限应力 ?B 断裂伸长率 ?B断裂强度 ?Y 屈服应力;;0 1 2 3 4 5;非晶态聚合物典型应力-应变曲线;?;影响应力－应变曲线的因素;屈服应力与测试温度的关系曲线;（b）应变速率;;a: 脆性材料 ;(d) Crystallization 结晶;(e) The Size of Spherulites 球晶大小;(f) The Degree of Crystallization 结晶度;整个曲线可分为三个阶段： 到y点后，试样截面开始变得不均匀，出现 “细颈”。;非晶态聚合物与结晶聚合物的拉伸比较;§ 11.1.3 应力一应变曲线类型;11.2 聚合物的屈服;Strain softening 应变软化 ;11.2.1 细颈 ;F;∴当α＝90°时，法向应力最大； 　　　　α＝45°或135°，切向应力最大 ;几何因素决定细颈产生的位置：;工程应力和真应力Engineering stress and true stress ;Considère 作图法:;;剪切屈服现象、机理及判据;斜截面A?;抵抗外力的方式;切应力双生互等定律;定义：银纹现象为聚合物所特有，是聚合物在张应力作用下，在材料的某些薄弱部分出现应力集中而产生局部的塑性形变的取向，以至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10μm左右，厚度为1μm的微细凹槽现象。 特征：应力发白现象，密度为本体的50％，高度取向的高分子微纤。银纹进一步发展→裂缝→脆性断裂。;银纹方向和分子链方向; 拉伸试样在拉断前产生银纹化现象 a图为聚苯乙烯，b图为有机玻璃 注意银纹方向与应力方向垂直; ABS试样在弯应力下产生银纹的电镜照片;环境应力开裂测试仪; PS试样中的一条大银纹， 银纹长45微米，最宽处宽约2微米; LDPE试样因环境作用产生的银纹特征，银纹尖端区域形成孤立的空洞 ;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;强度是指物质抵抗破坏的能力;11.3.1 脆性断裂与韧性断裂;脆性断裂和韧性断裂表面 ;11.3.2 材料的断裂方式分析;在断裂时三种方式兼而有之，通常聚合物理论断裂强度在几千MPa，而实际只有几十Mpa 。WHY？;polymer based concrete containing spherical inorganic particles;Comparing of brittle and ductile fractures（分析判断）;脆韧转变温度 Tb;;;断裂应力和屈服应力哪一个对应变速率更敏感？;脆性断裂和韧性断裂判断;对材料一般使用温度为哪一段？;Example – PC聚碳酸酯;Example – PMMA聚甲基丙烯酸甲酯;The influence on Tb;为什么材料的实际强度远远低于理论强度？;无限大平板中椭圆形裂缝的应力集中;公式表达;——讨论什么时候裂纹开始扩展;临界应力强度K1c和应力强度因子K1;练习;§ 11.4.1聚合物的拉伸强度 ;拉伸模量 ;弯曲强度;2.影响拉伸强度的因素;A 考虑分子结构因素;B 考虑外界因素;§ 11.4.2 增强 Reinforcement;（1）活性粒子增强;（2）纤维增强;（3）液晶原位增强;§ 11.5 聚合物的韧性与增韧;冲击强度测试可分为两类，摆锤式和落重式 摆锤冲击包括Izod（悬臂梁）式和Charpy（简支梁）式;Pendulum machine 摆锤冲击机;;;脆性断裂和韧性断裂表面 ;;;§ 11.5.2 影响冲击强度的因素;Discussion;外界因素;§ 11.5.3 聚合物的增韧;橡胶增韧塑料的增韧机理;橡胶粒子引发银纹示意图;ABS中橡胶粒子引发银纹的电镜照片 其中黑粒子为橡胶相; PVC/ABS共混物中ABS粒子引发PVC基体产生银纹的电镜照片， ABS粒子中黑相为橡胶相;剪切屈服带;裂纹尖端分子链绷紧、化学键断裂;（2）刚性粒子增韧;§11.6 疲劳;总结