第八章屈服与断裂解读VIP免费

第八章聚合物的屈服与断裂非极限范围内的小形变非极限范围内的小形变用模量来表示形变特性8.1聚合物的塑性和屈服极限范围内的大形变极限范围内的大形变要用应力～应变曲线来反映这一过程8.1.1聚合物的应力—应变曲线0AF0ll△l0一定温度一定速度弹性形变弹性形变--屈服屈服--应变软化应变软化--冷拉冷拉--应变硬化应变硬化--断断裂裂弹性形变弹性形变--屈服屈服--应变软化应变软化--冷拉冷拉--应变硬化应变硬化--断断裂裂YYield1非晶态高聚物的应力-应变曲线8.1.1聚合物的应力—应变曲线σε塑性区弹性区Tg以下冷拉，发生了分子链的取向非晶态聚合物试样在拉伸中聚集态结构的变化实验现象实验现象在试样断裂前停止拉伸，除去外力，大形变无法完全恢复；温度升到Tg附近，形变可回复。结论：这种大形变在本质上是（）a普弹形变b高弹形变c粘流形变分子机理是高分子的链段运动RTEe0RTaEe0在Tg以下产生高弹形变的原因:无外力作用时：有外力作用时：在大外力的作用下链段运动称为强迫高弹性普弹形变普弹形变粘性流动粘性流动拉伸过程中的运动单元拉伸过程中的运动单元强迫高弹形变高分子的键长、键角变化链段沿外力方向运动取向，伴随发生分子链间的滑移，应力集中处还可能发生部分分子链的断裂。韧性材料（产生强迫高弹形变）屈服应力σY断裂应力σB<韧性材料与脆性材料σ强迫高弹形变产生的条件产生强迫高弹形变韧性材料RTaEe0温度应力拉伸速度各种情况下的应力-应变曲线(a)温度①T<TbTb越低材料韧性越好断裂应力和屈服应力与应变速率的关系(b)拉伸速度拉伸速率.4.3.2.1时温等效原理：拉伸速度快→时间短→温度低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,PCPS,PMMA天然橡胶(c)物质结构组成1.1.温度温度Tb到Tg之间，温度太低，脆性断裂。塑料的使用温度：Tb到Tg之间2.2.一定的应力一定的应力使链段运动的松弛时间减少至与拉伸速度相适应3.一定的拉伸速度太快强迫高弹形变来不及发展太慢强迫高弹形变产生的条件出现粘性流动。（1）分子链柔顺性不能太好（2）分子链刚性不能太强（3）分子量不能太低4.Tb与Tg值间有一定间隔→高聚物的结构到y“”点后，出现细颈Tm以上大形变回复2.晶态聚合物的应力一应变曲线条件：Tm以下，未取向晶态聚合物晶态Tm以下，发生结晶的破坏，取向，再结晶过程非晶态Tg以下冷拉，只发生分子链的取向晶态聚合物在拉伸过程中聚集态结构的变化：1.两种拉伸过程均经历弹性变形、屈服、发展大形变以及应变硬化等阶段2.大形变在室温时都不能自发回复，而加热后则产生回复。非晶聚合物与结晶聚合物的拉伸相似之处两种拉伸过程的区别1.产生冷拉的温度范围不同非晶聚合物：Tb到Tg，结晶聚合物：Tg至Tm；2.非晶聚合物：只发生分子链的取向结晶聚合物：包含有结晶的破坏，取向和再结晶等过程。温度的影响εσ50℃80℃100℃T>Tm全同PP球晶大小的影响3.取向高聚物的应力、应变曲线取向的晶态σ×ε×σε沿取向方向拉伸垂直于取向方向拉伸断裂伸长率极小，不出现细颈现象其拉伸过程与未取向试样相似→各向异性5.应力一应变曲线类型“软”“和硬”模量的低或高“弱”“和强”强度的大小“脆”无屈服而且断裂伸长小“韧”断裂伸长和断裂应力都较高PS,PC,硬PVC分别属于那种曲线?PSPC硬PVC8.1.2高聚物的屈服高聚物屈服点的特征(1)屈服应变大金属0.01，高聚物0.2(2)屈服过程有应变软化现象(4)屈服应力依赖于温度在温度达到Tg时，屈服应力等于?(3)屈服应力依赖应变速率1.剪切带及其结构形态条件剪切屈服韧性高聚物在拉伸至屈服点时剪切带位置与拉伸方向成45°8.1.3拉伸过程中聚合物结构的变化剪切带结构因为变形带中分子链的取向度高，故变形逐步向整个试样扩展。由若干个细小的不规则微纤构成分子链高度取向剪切带厚度约1μm左右剪切带组成韧性材料最大...