物理老化對力學(xué)性能影響

1、 物理老化對力學(xué)性能影響 文斯 12月18日 首先介紹研究老化對蠕變性能影響的實驗方法：如圖所示，試樣首先在T0回火10-20分鐘，之后快速淬火到T1并保持溫度不變。在淬火后的某一時間te開始試驗1 試驗簡介2 老化對蠕變性能的影響 左圖是剛性PVC的拉伸蠕變曲線。實驗過程：將試樣從90淬火到40度，并保持在40度。老化時間te分別為0.03,0.11000天。 所有曲線可以通過平移形成一個主曲線(te為1000天時的主曲線)，且主曲線上實驗點的離散度不超過1%。 PS 環(huán)氧樹脂 以上分別是PS和環(huán)氧樹脂的蠕變曲線圖。圖中的曲線也可以通過平移形成一個主曲線，這表明：老化沒有影響蠕變曲線的形狀，

2、又因為材料存在廣泛的松弛時間分布，所以老化時間以相同因子改變所有的松弛時間，換句話說老化主要通過松弛時間的變化影響材料性能3 老化是一個普遍現(xiàn)象瀝青奶酪 上面兩圖分別是瀝青和奶酪的老化實驗，類似的現(xiàn)象也在其它聚合物出現(xiàn)。這表明老化是玻璃態(tài)材料的基本特征。4老化是熱可逆的過程 以剛性PVC的蠕變實驗為例。考察te為1天的蠕變曲線。樣本在經(jīng)過一些列不同te的試驗后，重新加熱到T0，并只做te為1的試驗。兩個試驗結(jié)果吻合度非常高，這表明 試樣先前任何所經(jīng)歷的老化都被去除了。因此老化是熱可逆的過程，這種現(xiàn)象也在其他聚合物出現(xiàn)，所以熱可逆是老化典型特征。5 聚合物老化方式相同 對于以上各圖來說，連續(xù)蠕變

3、試驗曲線間的平移大約是一個常量。水平平移用log a 表示，因此老化可以用雙對數(shù)平移率 表示：tedadloglog 左圖是剛性PVC的雙對數(shù)圖。從圖中可以看到平移率是一個常數(shù)，且在te=1和te=100天時，平移率接近1。大多數(shù)試驗表明，平移率在老化時間的廣大范圍上保持不變，這表明老化方式相同6 從老化的角度，加工過程可以看做淬火 左圖是注射成型的剛性PVC的拉伸蠕變曲線。上面的曲線(te)是指將試樣快速加熱到試驗溫度，并在不同te進行試驗。而下面的曲線是先將材料回火一晚，再進行淬火試驗。 實驗表明加工過程的影響也可以看做淬火過程。7 聚合物小應(yīng)變行為相似 左圖分別是剛性PVC在te為16.

4、8h的不同溫度蠕變曲線和溫度為20度時不同te的蠕變曲線。前者可以通過垂直平移形成一條主曲線，而后者可以通過水平平移主曲線。這表明老化和溫度對蠕變曲線的影響可以簡化為水平和垂直平移 左圖是不同材料通過水平和垂直平移得到的主曲線。其中實驗數(shù)據(jù)的離散度大約是2%。這表明聚合物的蠕變曲線有相同的形狀。8 老化對半結(jié)晶聚合物影響 以上兩圖分別是半結(jié)晶PPT和PPI材料的蠕變曲線，與無定型聚合物非常相似，主曲線都由水平和垂直平移得到，但與無定型聚合物有所區(qū)別的是：半結(jié)晶聚合物老化可以發(fā)生在玻璃化溫度Tg以上。 Struik對這個現(xiàn)象的解釋是：半結(jié)晶聚合物中的無定型相分為兩個部分：一本分是相對遠離結(jié)晶片晶的本體的無定型區(qū)；一部分是靠近結(jié)晶片晶表面，而且結(jié)構(gòu)重排受到片晶約束的受約束