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第八章 高聚物的力学性能 第四节 高聚物的内聚力与高聚物的断裂理论 影响高聚物实际强度的因素 2) 取向与结晶的影响 取向提高了材料的强度。 结晶度越高,材料强度越大;结晶度太高,材料的断裂伸长和冲击性能下降。 结晶的形态、尺寸对材料的强度也有很大影响:小球晶赋予材料较高的拉伸强度,大球晶赋予材料较低的拉伸强度;伸直链晶体拉伸强度最大,球晶最小,串晶介于两者之间。 第八章 高聚物的力学性能 第四节 高聚物的内聚力与高聚物的断裂理论 影响高聚物实际强度的因素 3)应力集中的影响 应力集中对材料的强度影响很大。但如果对有缺陷的材料进行某些有效的处理,则能提高材料的强度。 4)增塑剂的影响 增塑剂含量上升,拉伸强度降低,伸长率增大。 在一定增塑剂含量下,冲击强度上升,有一定最大值,若再加大含量,则冲击强度显著下降。 第八章 高聚物的力学性能 第四节 高聚物的内聚力与高聚物的断裂理论 影响高聚物实际强度的因素 2 外因的影响 施力强度大,材料面临的破坏危险大。 施力速度快,分子链段运动跟不上外力的作用,分子呈现刚性,导致屈服强度上升,断裂时将成为脆性断裂。 若拉伸速度与分子链段运动的松弛时间相匹配,材料在断裂前出现屈服,产生强迫高弹形变,断裂为韧性断裂。 施力时温度高,分子运动比较容易,材料显得柔韧些;反之材料显示刚性、发脆。 对同一材料,降低温度与提高作用力等效。 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 活性粒子( Powder) 纤维 Fiber C ,SiO2 Glass fiber, Carbon fiber Polyester Filler 填料 增强途径 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 (1)活性粒子增强 Carbon black reinforcement 橡胶+碳黑 增强机理:活性粒子吸附大分子,形成链间物理交联,活性粒子起物理交联点的作用。 惰性填料?例:PVC+CaCO3,PP+滑石粉 增强途径 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 (2)纤维增强 Glass steel boat glassy fiber+polyester 增强机理:纤维作为骨架帮助基体承担载荷 例:尼龙+玻纤/碳纤维/晶须/硼纤维 增强效果与纤维的长度、纤维与聚合物之间的界面粘接力有关 增强途径 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 聚合物的增韧 (1) 橡胶增韧塑料 橡胶增韧塑料 e.g PVC+CPE,PP+EPDM 增韧效果取决于分散相相畴大小和界面粘接力,即两者相容性. 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 聚合物的增韧 (2)刚性粒子增韧 刚性有机粒子增韧:拉伸时,由于基体与分散相之间的模量和泊松比差别致使基体对刚性粒子产生赤道面上的强压力而发生脆韧—转变,刚性粒子发生“冷流”而吸收能量。e.g PC/MBS 刚性无机粒子增韧:刚性粒子促使基体在断裂过程中产生塑性变形吸收能量. e.g PVC+CaCO3 刚性粒子增韧的条件是:基体必须具有一定韧性. 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 聚合物的增韧 1 能量吸收理论 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 聚合物的增韧 2 多银纹理论 改性增强、增韧的影响因素 1 温度 温度低,橡胶进入玻璃态,增韧塑料出现脆性;温度高,多银纹机理活跃,冲击性能显著上升 2 共混两相的分散状态 粒子小了,引发及终止裂纹没有显著效果;粒径分布不能过宽,粒子密度多少。 3 两相界面情况 两相亲和力好,粘结力强,增强增韧效果好,冲击性能好;两相粘结力差时,橡胶粒子会脱落,留下孔穴,最终导致材料破坏。 第八章 高聚物的力学性能 第五节 高聚物的增强 人有了知识,就会具备各种分析能力, 明辨是非的能力。 所以我们要勤恳读书,广泛阅读, 古人说“书中自有黄金屋。 ”通过阅读科技书籍,我们能丰富知识, 培养逻辑思维能力; 通过阅读文学作品,我们能提高文学鉴赏水平, 培养文学情趣; 通过阅读报刊,我们能增长见识,扩大自己的知识面。 有许多书籍还能培养我们的道德情操, 给我们巨大的精神力量, 鼓舞我们前进。 * (b) Different strain rate Strain rate 时温等效原理:拉伸速度快=时间短 温度低 速度 各种情况下的应力-应变曲线 第八章 高聚物的力学性能 第三节 聚合物的拉伸破坏行为 a: 脆性材料 c: 韧性材料 d: 橡胶 b: 半脆性材料 酚醛或环氧树脂 PP, PE, PC PS, PMMA Nature rubber, PI (c) Composition of Polymers 物质结构组成 各种情况下的应力-应变曲线 第八章 高聚物的力学性能 第三节 聚合物的拉伸破坏行为 第八章 高聚物的
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