高分子物理--高聚物的力学性能.pptVIP

聚合物的力学性质 掌握聚合物的应力-应变曲线； 熟悉屈服现象与机理； 熟悉聚合物的强度、韧性和疲劳等概念； 掌握聚合物强度的影响因素 、增强方法和机理； 掌握聚合物韧性的影响因素 、增强方法和机理。 橡胶弹性 熟悉橡胶弹性的特点； 掌握橡胶弹性的本质； 熟悉橡胶和TPE材料的结构与性能关系。 聚合物的粘弹性 掌握聚合物的粘弹性现象（蠕变、应力松弛、滞后、力学损耗等）与分子机理； 熟悉粘弹性的力学模型（Maxwell模型、Kelvin模型与多元件模型等）与相关理论； 熟悉松弛时间谱和推迟时间谱的物理意义； 熟悉测定聚合物粘弹性的试验方法； 熟悉储能模量、损耗模量、损耗角正切之间的关系； 熟悉分子运动与动态力学谱之间的关系； 熟悉时温等效原理（WLF方程）与应用； 熟悉Boltzmann叠加原理与应用。 应力与应变的相差角为δ(　　　　　　 ) ωt δ 应力?与应变?之间存在相差，应变每变化一周，就会有一部分能量ΔW不可逆地转化为热能。损失的能量为椭圆的面积： 拉伸时，应变小于其应力所对应的平稳应变值，外力所做的功部分使构象改变，部分克服链段的内摩擦。 回缩时，应变大于其应力对应的平衡值，体系对外做的功部分使构象改变，部分克服链段间的内摩擦阻力。。 定义： 聚合物在交变应力作用下，应变落后于应力的现象为滞后现象。 在每一周期中，以热的形式损耗的能量为力学内耗。 应力变化比应变领先一个相角δ，则： 与应变相位相同 与应变相差 弹性储能部分 粘性耗能部分 根据受力形式，可导出不同的耗散能量方程。 a)恒应变状态： b)恒应力状态： c)恒能量状态： 损耗角正切： E”与tg?为表征内耗能量的两个度量 内耗大，滚动阻力大，油耗大 内耗小，抓地性差，湿滑性严重 Strain amplitude 5.3.5% ptp, Frequency: 10Hz, Temperature: 50?C 0.12 0.16 0. 20 0.24 0.28 125 120 115 110 105 100 95 90 85 Relative rolling resistance tg ? 40/30/30 SBR/NR/BR 5.30/30 SBR/BR 65/33 SBR/BR Strain amplitude 25% ptp, Frequency: 1Hz, Temperature: 0?C 0.024 0.028 0.032 0.036 MPa-1 112 110 108 106 104 102 100 98 96 94 Relative wet traction – 32 kph slide Loss compliance J” 40/30/30 SBR/NR/BR 65/35 OE-SBR/BR 2）动态粘弹性的研究方法 ①扭摆法和扭辫法 A1 A2 A3 P TIME 对数减量： I－转动惯量 K－与试样尺寸及形状有关的常数 P－摆动周期 ②动态粘弹谱仪和动态热机械分析仪 D(T) MA 直接测σ(t)、ε(t)与δ 5.3.6 温度或频率对内耗的影响 阻力大则损耗大，无阻力则无损耗 运动剧烈则损耗大，无运动则无损耗 频率高时，即 运动单元基本来不及随交变应力运动，内耗很小 频率低时，即 运动单元的运动完全跟得上应力的变化，内耗很小 5.3.6 温度或频率对内耗的影响 损耗的频率依赖性： 频率适中时，即 运动单元跟上却不能完全跟得上应力的变化，内耗出现极大值－内耗峰。 tan ? E” log ? 温度高：运动单元容易接近平衡，内耗小。 温度低：无法运动，应力松驰进行得慢，内耗小 温度适中：运动单元可以运动但跟不上应力变化， 产生内耗峰。 tan ? E” T Tg E’ 5.3.7 动态力学谱研究聚合物的分子结构和分子运动 （1）　测定Tg tg ? Temperature/?C -40 0 40 80 120 0.3 0.2 0.1 0.0 wt% Bb 100 90 80 5.30 60 50 40 30 20 10 0 增塑剂含量对聚醋酸乙烯酯Tg的影响 （2）次级松驰 -200 -100 0 100 200 0 -1 -2 -3 log(tgδ) ? ? Temperature/ ?C ? ? 低于玻璃化转变温度出现的松驰 ?峰：苯基转动 ?峰：头