高分子結(jié)構(gòu)與性能 力學(xué)性能

第六章

高聚物的力學(xué)性能(1)楊氏模量(2)屈服強(qiáng)度(3)抗張強(qiáng)度(4)斷裂伸長率(5)韌性ElongationatbreakUltimatestrengthStressStrainYieldstressElongationatyield聚合物典型應(yīng)力-應(yīng)變曲線6.1應(yīng)力應(yīng)變曲線高聚物屈服過程的特征1.屈服應(yīng)變大2.應(yīng)變軟化現(xiàn)象3.屈服應(yīng)力的應(yīng)變速率依賴性4.屈服應(yīng)變的溫度依賴性5.屈服應(yīng)力對流體靜壓力敏感6.屈服時體積稍有縮小7.屈服時的Bauschinger效應(yīng)金屬在拉伸和壓縮時應(yīng)有相同的屈服應(yīng)力,流體靜壓力對屈服現(xiàn)象沒影響，可用瑞斯卡和米塞司準(zhǔn)則描寫。Bauschinger效應(yīng):材料在一個方向塑性屈服后,在它反方向的屈服就比較容易,高聚物有較明顯的Bauschinger效應(yīng),因此高聚物取向薄膜不同方向的屈服因應(yīng)力差別較大。描寫高聚物的屈服用庫侖準(zhǔn)則（考慮了流體靜壓應(yīng)力分量的影響）：當(dāng)屈服面上的剪切應(yīng)力τ加上作用在該面上的法向應(yīng)力的某個常數(shù)倍而達(dá)到一定臨界值時，即τ+μσn=τoμ:材料常數(shù)；σn：屈服面上的法向應(yīng)力τ=τo+μP習(xí)慣上應(yīng)力以拉應(yīng)力為正，所以P=-σn

來計法向應(yīng)力為壓力，則屈服時的剪切應(yīng)力τ為：溫度0102030(MPa)227K293K303K313K323K333K6.2脆-韌轉(zhuǎn)變PMMA0.05%/min0.5%/min5%/min50%/minPVC(23C)Strainstress(2)應(yīng)變速率Tb為脆性斷裂與韌性斷裂的轉(zhuǎn)變溫度，是高分子材料使用的最低溫度溫度溫度應(yīng)力應(yīng)力(a)脆化溫度定義(b)應(yīng)變速率的影響Tb斷裂強(qiáng)度屈服強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度屈服強(qiáng)度TbTb’聚合物PDMSNRPEPOMPCPA66Tb(oK)150200203215173243Tg(oK)153203205233422322一些聚合物的玻璃化溫度與脆化溫度柔性鏈間距小剛性鏈間距大6.3斷裂與韌性斷裂前發(fā)生塑性形變吸收能量的能力什么是韌性？斷裂可簡單定義為物體在外力作用下產(chǎn)生新表面的過程即裂縫擴(kuò)展的過程擺錘沖擊強(qiáng)度：Izod式和Charpy式IzodCharpy沖擊強(qiáng)度每種試樣不能同時裂紋引發(fā)能和裂紋擴(kuò)展能。

缺口試樣的沖擊強(qiáng)度與無缺口試樣的沖擊強(qiáng)度值的物理意義有何不同？缺口試樣沖擊強(qiáng)度表征:無缺口試樣沖擊強(qiáng)度表征:裂紋擴(kuò)展能裂紋引發(fā)能加工條件（溫度）與沖擊強(qiáng)度關(guān)系

230℃平行230℃垂直170℃平行170℃垂直

6.6疲勞疲勞:材料在低于屈服應(yīng)力或斷裂應(yīng)力的周期壓力下產(chǎn)生，周期壓力在材料內(nèi)部或其表面應(yīng)力集中處引發(fā)裂紋，促進(jìn)裂紋傳播，導(dǎo)致材料破壞。疲勞壽命:在最大受載應(yīng)力（S）下，材料破壞時達(dá)到的周期數(shù)（N）。3）分子量增加，疲勞極限:材料可承受的周期數(shù)（N）為無限大時