聚合物基复合材料 教学课件 作者 顾书英任杰 编著 第一篇 第三章.pdfVIP

第三章 聚合物合金的增韧机理 3．1 橡胶增韧塑料的增韧机理 橡胶增韧塑料体系的形变机理 银纹化（Craze ）：银纹化形变是个空化过程，伴随 着应力发白，体积增大现象。与拉伸应力垂直的方向 不发生明显的尺寸收缩。银纹化形变在外力去除后， 银纹体中的分子链经过一定时间后会解取向。 剪切带(Shear band)：剪切形变主要是形状发生改 变、无体积变化，但拉伸试验时横向发生明显的收 缩，剪切形变的外力去除后仍保留相当的取向程度。 共混物变形时以何种机理发生变形与共混物的组成及 结构等因素有关。 共混物形变的特点 （1）橡胶相存在有利于发生 屈服形变 应力集中因子增大有利于产 生屈服形变 是其内部的橡胶粒子对周围 塑料相产生静张力 (Hydrostatic tensile stress)的结果 图1.3.2 PS和HIPS的应力-应 图1.3.1 HIPS中橡胶粒子附近 变曲线（20 °C ） (2) 力学性能受形变机理影响 的应力集中因子 研究形变的实验方法 形变过程的体积变化ΔV为： 2 ΔV ＝（1＋ε ）（1＋ε ） －1 3 1 纵向伸长为ε ，两个横向的收缩均为ε (各向同性) 3 1 在形变较小的情况下，ε 、ε 均很小，上式展开后忽略高次 1 3 项， 即得： ΔV ＝ε ＋2 ε 或者ε ＝ΔV －2 ε 3 1 3 1 由于银纹形变无横向收缩，即ε ＝0，因此： 1 ∂ΔV/∂ε=1 3 对剪切屈服形变，由于形变过程无体积变化，即ΔV=0 ，因 此： ∂ΔV/∂ε=0 3 研究形变的实验方法 （1）HIPS/PPO为100/0，图中数字为PPO含量； （2 ）增韧PVC 图1.3.3 HIPS和增韧PVC拉伸蠕变过程ΔV- ε的关系图 3 研究形变的实验方法 图1.3.4 HIPS在张应力下的 图1.3.5增韧PVC在张应力下 蠕变曲线 的蠕变曲线 影响形变的因素 树脂基体的影响 应力和应变速率的影响 温度的影响 橡胶含量的影响 拉伸取向的影响 树脂基体的影响 共混物形变有银纹化和剪切带形变机理，基体的韧性 是决定共混物形变机理的主要因素。 在拉伸应力作用下，基体脆性大的共混物，银纹形变 是主要的形变机理； 基体韧性好的共混物，剪切带形变是主要的形变机 理。 造成这种区别的原因和基体的分子链网络结构有关。 分子链网络结构 最大伸长比λ ＝l /d max e