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北化高分子物理-金日光chapter7课件
第七章 聚合物的粘弹性;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;高聚物粘弹性 The viscoelasticity of polymers;Review of relaxation time ?;Time dependence ;Temperature dependence 分子运动的温度依赖性;7.1 Creeping and Relaxation 蠕变和应力松弛;For polymer deformation;作用时间问题;e1;线形和交联聚合物的蠕变回复;△蠕变与温度高低的关系:;如何防止蠕变?;7.1.2 Stress Relaxation 应力松弛;交联和线形聚合物的应力松弛;△应力松驰的原因:链段热运动,缠结点散开,分子链相互滑移,内应力逐渐消除。交联聚合物不产生质心运动,只能松驰到平衡值。
△应力松驰与温度的关系:
温度过高,链段运动受到内摩擦力小,应力很快松驰掉了,觉察不到。
温度过低,链段运动受到内摩擦力很大,应力松驰极慢,短时间也不易觉察。
只有在Tg附近,聚合物的应力松驰最为明显。
△应用中,要考虑应力松驰,剩余应力。 ;7.2 Linear viscoelasticity 线性粘弹性;理想粘性体 - Dashpot 粘壶;7.2.1 Maxwell element;Maxwell element 受力分析;Kinetic equation 运动方程;蠕变分析 Creep Analysis;采用Maxwell模型可以模拟线形聚合物的应力松驰行为(定性),时间无穷大时,应力趋于零,模量趋于零。
松弛时间的概念 ? =? / E;Relaxation time 松弛时间;松弛时间物理含义;Maxwell element;7.2.2 Kelvin element;Kelvin element 受力分析;Kinetic equation 运动方程;应力松弛分析 stress relaxation;蠕变分析;Discussion;Kelvin element还可以描述蠕变回复; The shortcoming of Kelvin element;The comparing between Maxwell and Kelvin elements ;7.2.3多元件模型;7.2.4 松驰时间谱和推迟时间谱 ;②广义的kelvin模型
定义:D(τ’)为推迟时间谱
力学模型只能帮助我们认识粘弹性现象,不能揭示高分子结构与粘弹性的关系。
从实验求得分布曲线。;7.2.5 Boltzmann’s superpositon 波尔兹曼叠加原理 ;Boltzmann叠加原理描述:;图示;7.3 粘弹性的时温等效原理Time temperature superpositon;Time-Temperature superposition;Example —— Polybutadiene;讨论 Discussion;图 时温等效作图法示意图
上——蠕变柔量;下——力学损耗因子
;WLF方程 WLF equation;
在室温下几年的应力松驰是不能实现的,可在高温条件下短期内完成;
在室温下几十万分之一秒完成的应力松驰,可在低温条件下几小时完成。
;Application;7.4 Dynamic viscoelasticity 动态粘弹性;7.4.1用简单三角函数来表示;弹性响应;相位差 ?;定义:聚合物在交变应力作用下应变落后于应力的现象称滞后现象。由于发生滞后现象,在每一循环变化中,作为热损耗掉的能量与最大储存能量之比,tgδ称为力学内耗。 ;滞后原因;7.4.2力学损耗 Internal friction;内耗的定义;影响滞后现象的因素:;Characterization of internal friction 内耗的表征 ;储能(实数)模量 E’ 和损耗(虚数)模量 E’’;Physical meanings;损耗角正切;7.4.3 内耗的测定方法;时效减量;(2) DMA- Dynamic mechanical analysis 动态机械分析;7.4.4 影响内耗的因素;(2) lgE’、lgE’’、tgδ与lgw频率的关系;△内耗tgδ与分子结构的关系
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