聚合物材料的力学性能(3)
发布时间:2021-06-12
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二、聚合物在高彈態下的變形
tg<t<tf
高彈性,其彈性變形量可達1000%,而其彈性模量E值卻只有O〃1~1GPa,約為鋼的1
/10。
鏈段的運動,引起分子構象的變化。
原捲曲的鏈沿拉力方向伸長,宏觀上表現為很大的彈性變形。去除外力後,接點及扭結
的趨勢使聚合物鏈又回復至捲曲狀態,宏觀變形消失(回復過程需要一定時間)。
如果聚合物鏈的交聯接點過多,會使交聯點間的鏈段變短、降低鏈段的活動性(柔性),
使彈性下降以至消失,此時,彈性模量和硬度增加。
三、聚合物在粘流態下的變形
>tf 分子鏈在外力作用下可進行整體相對滑動,呈粘性流動,導致不可逆永久變形。
聚合物處於粘流狀態。
聚合物在粘流態下可具有部分彈性,其彈性變形符合虎克定律,呈線性粘彈
性行為。因為捲曲的分子鏈在受載時可暫時伸長,卸載後又重
新捲曲
四、影響線型非晶態聚合物力學性能的因素
線型非晶態聚合物力學三狀態(玻璃態、高彈態、粘流態)
及與之有關的線彈性、滯彈性、粘彈性和粘流性是描述聚合物
力學性能的基礎。
除了與溫度、時間和應力等外部因素有關外,還與其微觀
結構及分子量等因素有關。
由圖9—11可見,隨相對分子品質增大,tg升高,tg~tf
溫度區間也增大。
§10-3結晶聚合物的變形
由於晶區內的鏈段無法運動,結晶度高的聚合物不存在高彈性,但具有較高的強度和硬
度。
<tg 結晶態
tg<t<tm 結晶態聚合物形成強韌(晶區與非晶區複合作用)的皮革態。
t>tm 晶體相熔化,聚合物全部由非晶區組成,轉化成為高彈性的橡膠態。
未取向的結晶聚合物,其變形過程複雜。受載時,結晶區先被破壞,隨後再重新組成新
的微纖維束定向排列的結構(圖9—13),其拉伸應力~應變曲線示於圖9—14
。當結晶聚合物