2.2高分子材料的力学性能.ppt

热机械曲线（形变-温度曲线）实验示意 ? 玻璃化转变现象及Tg的重要性 作业： 一、名词术语解释 1、结晶度 2、玻璃化转变温度（Tg） 3、粘流温度（Tf） 4、应变 5、蠕变 二、简答 1、高弹性为什么又称为熵弹性？ 2、简要阐述聚合物的粘弹性。 3、描述高分子材料的软硬、强弱和韧脆的指标分别是什么？ 4、请说明非晶态聚合物力学三态的运动单元。 三、论述题 1、画出塑料材料的应力应变曲线，并对其进行描述？ 2、高分子材料的使用温度同玻璃化转变温度有什么关系？ ? 高分子材料的力学性能特点　 ? 强度低，比强度高;　 2.2 高分子材料的力学性能　 ? 高弹性，弹性模量低; 橡胶 — 典型的高弹性材料：弹性变形率为100%～1000% 弹性模量仅为～1MPa　　　 ? 高耐磨性； 塑料的摩擦系数小，有些塑料具有自润滑性能。　　　 ? 具有粘弹性　　　 2.2 高分子材料的力学性能　 57.3 63 1.1 玻璃增强聚乙烯 280 500 1.73 环氧玻璃钢 143 98～218 1.3～1.5 玻璃增强尼龙66 74.1 83 1.12 尼龙66 31.6 30 0.95 聚乙烯 32 240 7.4 铸铁 160 420 2.8 铝合金 160 1280 8.0 高级合金钢 比 强 度 拉伸强度（MPa） 比 重 材 料 名 称 表2.1 几种材料的机械强度　 　 ? 聚合物高电阻率 ? 可能积累大量静电荷 ? 高绝缘性； ? 低耐热性；通用高分子材料的耐热温度 200℃ ? 低导热性：金属的1/500-1/600 ? 高化学稳定性； ? 高热膨胀性：比金属大3-10倍 2.3 高分子材料的物化性能特点　 ? 较易老化。　 　 ? 高分子材料在贮存、使用过程中，由于自身结构， 或受光，热，氧，机械力、生物侵蚀等影响，性能 逐渐变坏，直至丧失使用价值的现象。 　 2.3 高分子材料的性能特点　 　 ? 防止老化措施： ? 改变自身结构； ? 加入防老化剂； ? 表面处理：镀金属或涂抗老化涂料。 　 2.1 高分子材料的力学状态　 ? 物质的物理状态 　 相 态 凝胶态 热力学概念 动力学概念 凝胶态 ? 根据物质对外场（外部作用）特别是外力场 的响应特性划分。 ? 按物质力学性能随温度变化的特性划分。　 力学状态 2.1 高分子材料的力学状态　 ? 物质的力学三态 　 气态 液态 固态 温度增加 ? 聚合物力学状态具有特殊性。原因： ? 没有气态； ? 具有非晶态； ? 结晶具有不完善性。 2.1 高分子材料的力学状态　 等速升温 ? 线型无定形聚合物的力学三态及其转变 2.1 高分子材料的力学状态　 ? 线形无定形聚合物的力学三态：玻璃态、高弹态、粘流态 ? 玻璃态向高弹态转变的温度：玻璃化转变温（Tg ）； 高弹态和粘流态之间的转变温度： 粘流温度（Tf） 　 图2.1 线型无定形高聚物热机械曲线 玻璃态 TTg （2）力学特征：形变量小(0.01 ～ 1%)，模量高(109 ～ 1010 Pa)。 形变与时间无关，呈普弹性。 （3）常温下处于玻璃态的聚合物通常用作塑料。 （1）分子运动机制：键长、键角的改变或支链、侧基的运动。 Td Tf Tg 2.1 高分子材料的力学状态　 高弹态 Tg ～Tf （1）分子运动机制：链段“解冻”，可以运动 （2）力学特征： 形变量大，100-1000﹪ 模量小，105-107Pa 形变可逆，一个松弛过程 （3）常温下处于高弹态的高聚物用作橡胶材料。 分子运动特点之一：时间依赖性 物质从一种平衡状态 与外界条件相适 应的另一种平衡状态 外场作用下 通过分子运动 低分子是瞬变过程 （10-9 ～ 10-10 秒） 高分子是松弛过程 需要时间 （ 10-1 ～ 1