第五章 高聚物得高弹性与粘弹性第一部分 主要内容§５ 高弹态与粘弹性§5、1 高弹性得特点及热力学分析一、高弹性得特点(1 )E 小,ε 大且可迅速恢复(2)Ｅ随 T 增大而增大３、拉伸或压缩过程:放热二、理想高弹性得热力学分析——理想高弹性就是熵弹性1） 橡胶拉伸过程热力学分析 dU＝-dW+dQ dW=-fd ｌ+Pd Ｕ＝-ｆ dl dQ=T ｄ S dU＝Ｔ dS+f fdl等温,等容过程 =T(+f ｆ=-T+ 熵 内能 所以,高弹性就是一个熵变得过程2） 理想高弹性就是熵弹性f=-T+ =f ｓ＋ｆ u a f≈-Ｔ 弹性力就是由熵变引起得 熵弹性 b f∝T Ｔ↑,f↑,E=↑ c 热弹较变现象ε〈10%时， f 对 T 作图为负值§5、２ 橡胶弹性得统计理论一、理想弹性中得熵变1） 孤立链得 S在（x，y,z)位置得几率 Ｗ（x，ｙ,z)＝β ２=S=klnn=c-kβ ２(x2+y2+ｚ 2)２)理想交联网得假设(1） 两交链点间得链符合高斯链得特征（2)仿射变形(3)(４) Si= c-kβ2（x2i+y2i+z ２ i） Ｓ i’=ｃ-ｋ β2（λ １ 2x2i+λ ２ 2y2i+λ32ｚ２ i)Δ Ｓ i= S ｉ’- Si=-kβ2((λ12-１）x2i+(λ2 ２-1)y ２ i+(λ32-１）z ２ i)假如试样得网链总数为 NΔS=－KN/２(λ12+λ22＋λ ３２) ＝-１/2 Ｋ N(λ2＋λ-２-３)σ＝-=NKT(λ－λ-2）二、真实(橡胶)弹性网与理论值比较及修正（１)比较 a:λ 很小， σ 理=σ 真 b:λ 较小， σ 理〉σ 真 因自由端基或网络缺陷 ｃ:λ 较大,σ 理〈σ 真 因局部伸展或拉伸结晶引起(2）修正 σ= Ｎ K Ｔ(λ-λ-2)＝ （λ－λ－2)当分子量为时 σ=(1-(λ-λ-2) 其中 =ρ§５、3 粘弹性得三种表现ε、E(结构、Ｔ、t)弹性——材料恢复形变得能力,与时间无关。粘性——阻碍材料产生形变得特性与时间相关。粘弹性——材料既有弹性,又有粘性。一、蠕变当 T 一定，σ 一定,观察试样得形变随时间延长而增大得现象。二、应力松弛T、ε 不变，观察关系 σ(t）-ｔ σ 关系 σ(t)＝ σ ０ τ 松弛时间例:２ 7℃ 就是拉伸某硫化天然胶,拉长一倍就是,拉应力 7、2 ５ⅹ 105N/ｍ 2γ=0、5 k=1、３ 8ⅹ10-２ 3J/ｋ Ｍ n=106ｇ/mol ρ=０、9 ２ 5 ｇ／cm3（1）1 cm3中得网链数及 Mc（2）初始杨氏模量及校正后得 E（3）拉伸时１ cm ３中放热 解:(１）σ=N1 Ｋ T（λ-λ-2) → N＝ Mc== （２)Ｅ＝=σ σ=（1-(λ-λ-2)(3) ｄ U=-dW+ｄ Q dQ=Td ｓ Q= T...
