第八章屈服与断裂.
《第八章屈服与断裂.》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第八章屈服与断裂.（55页珍藏版）》请在文档大全上搜索。
1、第八章第八章聚合物的屈服与断裂聚合物的屈服与断裂用模量来表示形变特性用模量来表示形变特性8 8.1 聚合物的塑性和屈服聚合物的塑性和屈服要用应力应变曲线来反映这一过程要用应力应变曲线来反映这一过程8 8.1.1聚合物的应力聚合物的应力应变曲线应变曲线0AF 0ll l0一定温度一定温度一定速度一定速度YYield1非晶态高聚物的应力非晶态高聚物的应力-应变曲线应变曲线8 8.1.1聚合物的应力聚合物的应力应变曲线应变曲线塑性区塑性区弹弹性性区区Tg以下冷拉，发生了分子链的取向以下冷拉，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非晶态聚合物试样在拉伸中聚集态结构的变化 在试样断裂
2、前停止拉伸，除去外力，大形变无在试样断裂前停止拉伸，除去外力，大形变无法完全恢复；法完全恢复； 温度升到温度升到TgTg附近，形变可回复。附近，形变可回复。结论：这种大形变在本质上是（结论：这种大形变在本质上是（ ）a 普弹形变普弹形变 b高弹形变高弹形变 c粘流形变粘流形变 分子机理是分子机理是高分子的链段运动高分子的链段运动RTEe 0 RTaEe 0在在Tg以下产生高弹形变的原因以下产生高弹形变的原因:无外力作用时：无外力作用时：有外力作用时：有外力作用时：在大外力的作用下链段运动称为在大外力的作用下链段运动称为强迫高弹性高弹性强迫高弹形变强迫高弹形变高分子的键长、键角变化高分子的键长、
3、键角变化链段沿外力方向运动取向，伴随发生分子链间的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。滑移，应力集中处还可能发生部分分子链的断裂。韧性材料（韧性材料（产生强迫高弹形变产生强迫高弹形变）屈服应力屈服应力Y断裂应力断裂应力B韧性材料与脆性材料韧性材料与脆性材料强迫高弹形变产生的条件产生强迫高弹形变产生强迫高弹形变韧性材料韧性材料RTaEe 0温度温度应力应力拉伸速度拉伸速度各种情况下的应力各种情况下的应力- -应变曲线应变曲线(a) 温度温度TTg 脆断脆断 TTg 屈服后断屈服后断 TTbTb越低材料韧性越越低材料韧性越好好断裂应力断裂应力和和屈
4、服应力与屈服应力与应变速率的关系应变速率的关系(b) 拉伸速度拉伸速度拉伸速率拉伸速率.4.3.2.1时温等效原理：时温等效原理：拉伸速度快拉伸速度快时间短时间短温度低温度低a: 脆性材料脆性材料 c: 韧性材料韧性材料d: 橡胶橡胶b: 半脆性材料半脆性材料酚醛或环氧树脂酚醛或环氧树脂PP, PCPS, PMMA天然橡胶天然橡胶(c) 物质结构组成物质结构组成T Tb b到到 T Tg g之间之间，温度太低，脆性断裂。，温度太低，脆性断裂。塑料的使用温度：塑料的使用温度： T Tb b到到 T Tg g之间之间使链段运动的松弛时间减少至与拉伸速度相适应使链段运动的松弛时间减少至与拉伸速度相适
5、应3.3.一定的拉伸速度一定的拉伸速度太快太快强迫高弹形变来不及发展强迫高弹形变来不及发展太慢太慢强迫高弹形变产生的条件强迫高弹形变产生的条件出现粘性流动。出现粘性流动。（1）分子链柔顺性不能太好）分子链柔顺性不能太好（2）分子链刚性不能太强）分子链刚性不能太强（3）分子量不能太低）分子量不能太低4.T4.Tb b与与T Tg g值间有一定间隔值间有一定间隔高聚物的结构高聚物的结构到到y点后，出现点后，出现 “细颈细颈”Tm以上大形变回复以上大形变回复2.2.晶态聚合物的应力一应变曲线晶态聚合物的应力一应变曲线 条件：条件：Tm以下，未取向晶态聚合物以下，未取向晶态聚合物晶态晶态Tm以下，发生
6、结晶的破坏，取向，再结晶过程以下，发生结晶的破坏，取向，再结晶过程非晶态非晶态Tg以下冷拉，只发生分子链的取向以下冷拉，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：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，而加热后大形变在室温时都不能自发回复，而加热后则产生回复。则产生回复。非晶聚合物与结晶聚合物的拉伸相似之处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两种拉伸过程的区别1.产生冷拉的温度范围不同产生冷拉的温度
7、范围不同 非晶聚合物：非晶聚合物：Tb到到Tg， 结晶聚合物：结晶聚合物：Tg至至Tm；2. 非晶聚合物：只发生分子链的取向非晶聚合物：只发生分子链的取向 结晶聚合物：包含有结晶的破坏，取向和再结结晶聚合物：包含有结晶的破坏，取向和再结晶等过程。晶等过程。温度的影响温度的影响5080100TTTTm m全同全同PP球晶大小的影响球晶大小的影响3. 取向高聚物的应力、应变曲线取向高聚物的应力、应变曲线取向的晶态取向的晶态沿取向方向拉伸沿取向方向拉伸垂直于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其拉伸过程与未取向试样相似各
8、向异性各向异性5.5.应力一应变曲线类型应力一应变曲线类型“软软”和和“硬硬”模量的低或高模量的低或高“弱弱”和和“强强”强度的大小强度的大小“脆脆”无屈服而且断裂伸长小无屈服而且断裂伸长小“韧韧”断裂伸长和断裂应力都较高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的屈服高聚物屈服点的特征高聚物屈服点的特征(1)屈服应变大屈服应变大金属金属0.01，高聚物，高聚物0.2 (2)屈服过程有应变软化现象屈服过程有应变软化现象(4)屈服应力依赖于温度屈服应力依赖于温度在温度达到在温度达到 Tg 时，屈服应力等于时，屈服应力等于?(3
