高物第7章-講義課件

1第七章聚合物的粘彈性2教學(xué)內(nèi)容、目的及要求教學(xué)內(nèi)容：

聚合物粘彈性現(xiàn)象、粘彈性的力學(xué)模型、

Boltzmann疊加原理與時(shí)溫等效原理；研究粘彈性的實(shí)驗(yàn)方法。教學(xué)目的：

了解和掌握聚合物的粘彈性行為，指導(dǎo)材料使用和加工過程中如何利用粘彈性、避免粘彈性及預(yù)測材料的壽命。3普通粘、彈概念粘

–同黏：象糨糊或膠水等所具有的、能使一個(gè)物質(zhì)附著在另一個(gè)物體上的性質(zhì)。彈

–由于物體的彈性作用使之射出去。彈簧–利用材料的彈性作用制得的零件，在外力作用下能發(fā)生形變（伸長、縮短、彎曲、扭轉(zhuǎn)等），除去外力后又恢復(fù)原狀。4材料的粘、彈基本概念典型小分子固體–彈性小分子液體–粘性理想彈性體（如彈簧）:符合虎克定律，在外力作用下平衡形變瞬間達(dá)到，與時(shí)間無關(guān)。理想粘性流體（如水）：符合牛頓流動(dòng)定律，在外力作用下形變隨時(shí)間線性發(fā)展。5高聚物的粘彈性高分子材料受力時(shí)，力學(xué)行為介于理想彈性體和理想粘性體之間，即具備固、液二性(粘、彈二重性）。應(yīng)力同時(shí)依賴于應(yīng)變和應(yīng)變速率，形變與時(shí)間有關(guān)，但不成線性關(guān)系，聚合物的這種性能稱為粘彈性。原因：分子運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)宏觀力學(xué)性能依賴于溫度和外力作用時(shí)間6高聚物力學(xué)性質(zhì)隨時(shí)間而變化的現(xiàn)象稱為力學(xué)松弛或粘彈現(xiàn)象若粘彈性完全由符合虎克定律的理想彈性體和符合牛頓定律的理想粘性體所組合來描述，則稱為線性粘彈性粘彈性分類靜態(tài)粘彈性：蠕變、應(yīng)力松弛

（恒定力或形變）動(dòng)態(tài)粘彈性：滯后、內(nèi)耗（變化力或形變）77.1.1

蠕變Creepdeformation蠕變：在一定溫度和較小的恒定應(yīng)力作用下，材料的形變隨時(shí)間而逐漸增大的力學(xué)現(xiàn)象。蠕變回復(fù)：除掉外力，形變隨時(shí)間變化而減小的現(xiàn)象蠕變大小反映了材料尺寸的穩(wěn)定性和長期負(fù)載能力7.1聚合物的力學(xué)松弛現(xiàn)象（粘彈現(xiàn)象）8（1）普彈形變（理想彈性形變?chǔ)?）：

受力瞬間高分子鏈的鍵長、鍵角發(fā)生變化，形變量小，服從虎克定律，外力除去時(shí)，形變回復(fù)。1.高分子材料蠕變過程（包括三個(gè)形變）：e1t1t2t普彈形變示意圖9

（2）高彈形變（推遲彈性形變?chǔ)?）：通過鏈段運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的形變，比普彈形變大得多，形變與時(shí)間相關(guān)，外力除去后，高彈形變逐漸回復(fù)。e2t1t2t10

（3）粘性流動(dòng)（ε3）：線性聚合物分子鏈質(zhì)心發(fā)生相對位移，外力除去后粘性流動(dòng)不能回復(fù)，不可逆形變。e3t1t2t11當(dāng)聚合物受力時(shí)，以上三種形變同時(shí)發(fā)生加力瞬間，鍵長、鍵角立即產(chǎn)生形變，形變直線上升通過鏈段運(yùn)動(dòng)，構(gòu)象變化，使形變增大分子鏈之間發(fā)生質(zhì)心位移e2+e3t2t1tee3e1e2e112外力作用時(shí)間問題作用時(shí)間短(t小),第二、三項(xiàng)趨于零ε總=ε1作用時(shí)間長(t大),第二、三項(xiàng)大于第一項(xiàng)，當(dāng)t，第二項(xiàng)

0/E2<<第三項(xiàng)（0t/)說明什么問題？表現(xiàn)為普彈(打碎熔體）表現(xiàn)為粘性（塑料雨衣變形）13聚合物蠕變的lgD(t)–lgt曲線142.Creeprecovery蠕變回復(fù)除掉外力，形變隨時(shí)間而減小的現(xiàn)象e1e2e3t20te撤力瞬間，鍵長、鍵角等次級運(yùn)動(dòng)立即回復(fù)，形變直線下降（1）通過構(gòu)象變化，使熵變造成的形變回復(fù)（2）分子鏈間質(zhì)心位移是永久的，留了下來（3）15線形和交聯(lián)聚合物的蠕變?nèi)^程線形聚合物：形變隨時(shí)間增加而增大，蠕變不能完全回復(fù)交聯(lián)聚合物：形變隨時(shí)間增加而增大，趨于某一值，蠕變可以完全回復(fù)et線形聚合物交聯(lián)聚合物蠕變的本質(zhì)：分子鏈的質(zhì)心位移16關(guān)鍵：減少鏈的質(zhì)心位移降低鏈柔順性增加鏈間作用力適度交聯(lián)聚碳酸酯PC聚甲醛POM如何防止蠕變？17幾種高聚物在室溫下的蠕變性能比較

A、聚砜、聚苯醚、聚碳酸酯等主鏈含有芳雜環(huán)的剛性鏈高聚物，具有較好的抗蠕變性能，可作為工程塑料，制作機(jī)械零件。

B、聚氯乙烯容易蠕變，但其抗腐蝕性好，用其作化工管道、容器、塔等設(shè)備時(shí)，必須加支架以防止蠕變。

C、聚四氟乙烯容易蠕變，但其摩擦系數(shù)小，雖不能用其作機(jī)械零件，卻是很好的密封材料，作生料帶、密封墊片。

D、橡膠制品交聯(lián)，也是由于線型高分子易滑移而產(chǎn)生蠕變，交聯(lián)可使橡膠制品抗蠕變。18思考：雨衣在墻上為什么越來越長?(增塑PVC)PVC的Tg=80℃,加入增塑劑后,玻璃化溫度大大下降,成為軟PVC做雨衣,此時(shí)處于高彈態(tài),很容易產(chǎn)生蠕變.197.1.2應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛：在恒定溫度和應(yīng)變保持不變時(shí)，材料的應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸減小的力學(xué)現(xiàn)象。即實(shí)現(xiàn)同樣的形變量，所需的力越來越少。在固化成制品的過程中應(yīng)力來不及完全松弛，或多或少會(huì)被凍結(jié)在制品內(nèi)。這種殘存的內(nèi)應(yīng)力在制品存放和使用過程中會(huì)慢慢發(fā)生松弛，從而引起制品翹曲、變形甚至應(yīng)力開裂。消除的辦法：退火。20玻璃態(tài)T很低,內(nèi)摩擦阻力很大,鏈段運(yùn)動(dòng)能力差,應(yīng)力松弛慢,觀察不到；粘流態(tài)(T>>Tg),鏈運(yùn)動(dòng)摩擦阻力很小,應(yīng)力很快松弛掉,觀察不到；只有在Tg附近（高彈態(tài)）應(yīng)力松弛現(xiàn)象比較明顯。0玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)t

線形聚合物的應(yīng)力松弛曲線21

聚合物應(yīng)力松弛產(chǎn)生的原因

未受力,卷曲內(nèi)應(yīng)力減小,直至為0產(chǎn)生內(nèi)應(yīng)力逐漸恢復(fù),應(yīng)力松弛原因：當(dāng)聚合物被拉長時(shí)高分子構(gòu)象處于不平衡狀態(tài)，通過鏈段的運(yùn)動(dòng)來減少或消除內(nèi)部應(yīng)力以過渡到平衡態(tài)構(gòu)象。22交聯(lián)和線形聚合物的應(yīng)力松弛不能產(chǎn)生質(zhì)心位移,應(yīng)力只能松弛到平衡值高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)致材料蠕變和應(yīng)力松弛的根本原因。交聯(lián)聚合物線形聚合物23聚合物應(yīng)力松弛的lgE(t)–lgt曲線24蠕變與應(yīng)力松弛是聚合物粘彈性的不同表現(xiàn)形式都反映了高聚物內(nèi)部分子的三種運(yùn)動(dòng)情況都是分子間的黏性阻力使形變和應(yīng)力不能立即建立平衡而必須經(jīng)過一段時(shí)間。相同外界因素對它們的影響也具有相似性.影響蠕變與應(yīng)力松弛的因素25（1）溫度或外力：溫度（或外力）太小，蠕變（或應(yīng)力松弛）慢，短時(shí)間內(nèi)觀察不到；溫度升高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，蠕變（應(yīng)力松弛）增大。但溫度（或外力）太高，形變發(fā)展很快也觀察不到。在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)蠕變（或應(yīng)力松弛）最明顯26（2）鏈結(jié)構(gòu)主鏈剛性↑或分子間作用力增強(qiáng)、交聯(lián)、結(jié)晶取向↑分子運(yùn)動(dòng)性差，蠕變或應(yīng)力松弛??；分子鏈柔性↑，蠕變或應(yīng)力松弛大t100020003000ε（%）1.聚砜

2.聚苯醚3.聚碳酸酯4.聚甲醛5.尼龍6.ABS0.51.01.52.0幾種聚合物的蠕變性能654321277.1.3動(dòng)態(tài)粘彈性在交變應(yīng)力或交變應(yīng)變條件下，聚合物應(yīng)變或應(yīng)力隨時(shí)間的變化

外力作用頻率從0→100~1000周，對橡膠相當(dāng)于溫度降低20~40℃，那么在-50℃還保持高彈性的橡膠到-20℃就變的脆而硬了。塑料的Tg在動(dòng)態(tài)條件下比靜態(tài)的高,就是說在動(dòng)態(tài)條件下工作的塑料零件要比靜態(tài)時(shí)更耐熱。28用簡單三角函數(shù)來表示s彈性響應(yīng)e與s完全同步ewt粘性響應(yīng)??29粘性響應(yīng)滯后/2wtse30Comparing0

/20p/2p3p/22pwtStressorstraind理想彈性體理想粘性體粘彈性體31聚合物在交變應(yīng)力作用下,應(yīng)變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象稱為滯后現(xiàn)象1.基本概念由于發(fā)生滯后現(xiàn)象在每一循環(huán)過程中，作為熱損耗掉的能量與最大儲(chǔ)存能量之比稱為力學(xué)損耗或內(nèi)耗。

外力對體系所做的功一方面用來改變鏈段的構(gòu)象(產(chǎn)生形變),另一方面提供鏈段運(yùn)動(dòng)時(shí)克服內(nèi)摩擦阻力所需要的能量.322.滯后產(chǎn)生的原因受到外力時(shí),鏈段通過熱運(yùn)動(dòng)達(dá)到新平衡需要時(shí)間(內(nèi)摩擦力作用),由此引起應(yīng)變落后于應(yīng)力的現(xiàn)象.外力作用頻率與溫度對滯后現(xiàn)象有影響.StressStraine1’e1”e1s1交聯(lián)橡皮拉伸時(shí)滯后回縮時(shí)也滯后理想彈性體33seebse應(yīng)力-應(yīng)變曲線下面積表示外力對單位體積試樣所做的功面積之差損耗的功滯后圈的大小為單位體積試樣在每一次拉伸-回縮循環(huán)中所消耗的功，滯后圈面積越大,損耗越大滯后造成的后果—能量損耗（內(nèi)耗）34內(nèi)耗每個(gè)運(yùn)動(dòng)周期中，以熱的形式損耗掉的能量?！心芰慷家詮椥阅芰康男问酱鎯?chǔ)起來，沒有熱耗散（理想彈性）If滯后的相角決定內(nèi)耗——所有能量都耗散掉了（理想粘性）If35粘彈性體的內(nèi)耗

(力學(xué)損耗)類似于Hooke’ssolid,相當(dāng)于彈性類似于NewtonLiquid,相當(dāng)于粘性鏈段間發(fā)生移動(dòng),摩擦生熱,消耗能量,所以稱為內(nèi)耗展開36展開完全同步，相當(dāng)于彈性形變相差90°,相當(dāng)于粘性形變應(yīng)變改寫應(yīng)力表示3.動(dòng)態(tài)模量：

37動(dòng)態(tài)模量儲(chǔ)能模量損耗模量38儲(chǔ)能模量E’

和損耗模量

E’’反映彈性大小反映內(nèi)耗大小E’為實(shí)數(shù)模量或儲(chǔ)能模量,反映材料形變過程中由于彈性形變而儲(chǔ)存的能量;E’’為虛數(shù)模量或損耗模量,反映材料形變過程中以熱損耗的能量動(dòng)態(tài)模量可寫成亦稱為復(fù)數(shù)模量39損耗角正切也可以用來表示內(nèi)耗=0，tg=0,沒有熱耗散=90°，tg=,全耗散掉40lgω儲(chǔ)能模量隨頻率增加而增大，損耗模量與內(nèi)耗在某一范圍出現(xiàn)極大值lgE粘彈區(qū)橡膠區(qū)玻璃態(tài)lgωE”E’tgδ(1)頻率4.影響滯后與內(nèi)耗的因素1.頻率很低，鏈段運(yùn)動(dòng)跟的上外力的變化,內(nèi)耗小,高彈性。E’，E”和tgδ較低2.頻率很高，鏈段運(yùn)動(dòng)完全跟不上外力變化，消耗能量小，內(nèi)耗小,E”和tgδ≈0,E’大，呈玻璃態(tài)的力學(xué)性質(zhì)，剛性。3.頻率適中，鏈段跟上又跟不上外力的變化，內(nèi)耗出現(xiàn)最大值，表現(xiàn)出粘彈性41（2）溫度溫度很高，鏈段運(yùn)動(dòng)快，應(yīng)變能跟上應(yīng)力變化，小，內(nèi)耗小溫度很低，鏈段幾乎不運(yùn)動(dòng)，摩擦消耗的能量小，內(nèi)耗小溫度適中時(shí)，運(yùn)動(dòng)單元可以運(yùn)動(dòng)但跟不上應(yīng)力變化，增大，內(nèi)耗大TgTftanTTm晶態(tài)聚合物非晶態(tài)聚合物玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)內(nèi)耗最大42（3）分子鏈結(jié)構(gòu):

剛性鏈滯后現(xiàn)象小，柔性鏈滯后現(xiàn)象大。應(yīng)用:橡膠輪胎使用希望有小的內(nèi)耗；作減震或吸音材料希望有大的內(nèi)耗。43小結(jié)聚合物的各種粘彈現(xiàn)象:

蠕變、應(yīng)力松弛、滯后現(xiàn)象與內(nèi)耗的概念及產(chǎn)生的原因與影響因素。線形及交聯(lián)聚合物的蠕變及蠕變回復(fù)、應(yīng)力松弛的差別與并分析原因。儲(chǔ)能模量與損耗模量44回顧1.

蠕變在一定溫度和較小的恒定應(yīng)力作用下，材料的形變隨時(shí)間而逐漸增大的力學(xué)現(xiàn)象。7.1聚合物的力學(xué)松弛現(xiàn)象2.應(yīng)力松弛應(yīng)力松弛：在恒定溫度和應(yīng)變保持不變時(shí)，材料的應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸減小的力學(xué)現(xiàn)象。3.滯后現(xiàn)象：聚合物在交變應(yīng)力作用下,應(yīng)變落后于應(yīng)力變化的現(xiàn)象。4.由于發(fā)生滯后現(xiàn)象在每一循環(huán)過程中損耗掉的能量為力學(xué)損耗或內(nèi)耗。45et線形聚合物交聯(lián)聚合物交聯(lián)聚合物線形聚合物高分子鏈的構(gòu)象重排和分子鏈滑移是導(dǎo)致材料蠕變和應(yīng)力松弛的根本原因。線形和交聯(lián)聚合物的蠕變和應(yīng)力松弛46影響蠕變與應(yīng)力松弛的因素（1）溫度或外力：溫度（或外力）增加，蠕變（應(yīng)力松弛）增大在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)蠕變（或應(yīng)力松弛）最明顯（2）鏈結(jié)構(gòu)主鏈剛性↑蠕變或應(yīng)力松弛??；柔性↑，蠕變或應(yīng)力松弛大47影響滯后與內(nèi)耗的因素lgE粘彈區(qū)橡膠區(qū)玻璃態(tài)lgωE”E’tgδ(1)頻率（2）溫度TgTftanT481.關(guān)于聚合物的蠕變現(xiàn)象，正確的是（）？

A.蠕變是不能回復(fù)的；B外力去除后，交聯(lián)聚合物的蠕變過程可以完全回復(fù)；C高溫下蠕變不明顯；D外力很大蠕變不明顯.2.下列說法正確的是（）？

A應(yīng)力松弛是指恒定應(yīng)變條件下材料應(yīng)力逐漸減小到零的現(xiàn)象；B線形聚合物的應(yīng)力可以松弛到0；C聚合物的剛性越大，應(yīng)力松弛越慢；

D溫度低于Tg時(shí)，應(yīng)力松弛很慢.3.對理想彈性的描述正確的是（）？

A.形變的產(chǎn)生不需要時(shí)間；B形變是緩慢恢復(fù)的；C應(yīng)力與應(yīng)變成正比；D彈簧具有理想彈性；

E形變量總是很大.練習(xí)題491、在適當(dāng)外力作用下（）有明顯的粘彈性現(xiàn)象。

A、Tg以下很多B、Tg附近C、Tg以上很多D、f附近2、蠕變與應(yīng)力松弛速度（）。

A、與溫度無關(guān)B、隨溫度升高而增大C、隨溫度升高而減小3.有關(guān)內(nèi)耗與溫度的關(guān)系正確的是（）

A.溫度升高，內(nèi)耗增大B.溫度升高，內(nèi)耗減小

C.內(nèi)耗在某一溫度范圍出現(xiàn)極大值練習(xí)題4.有關(guān)滯后現(xiàn)象的描述正確的是（）？

A剛性聚合物的滯后現(xiàn)象比柔性聚合物明顯；B頻率越高，滯后現(xiàn)象越明顯；C滯后現(xiàn)象隨頻率的變化出現(xiàn)極大值；D在Tg附近滯后現(xiàn)象嚴(yán)重.507.2粘彈性的數(shù)學(xué)描述7.2.1力學(xué)模型可以用Hooke’ssolid和NewtonLiquid線性組合進(jìn)行描述的粘彈性行為稱為線性粘彈性?！?/p>

唯象理論：只考慮現(xiàn)象，不考慮分子運(yùn)動(dòng)組合方式串聯(lián)并聯(lián)Hooke’slawNewton’slaw51F彈簧粘壺e1.Maxwell模型：彈簧與粘壺串聯(lián)(a):無外力時(shí)處于平衡狀態(tài)(b):瞬時(shí)外力,彈簧發(fā)生形變,粘壺沒有形變.(c):保持形變不變,粘壺運(yùn)動(dòng)，彈簧回縮至平衡.Ft=0FtFt=∞應(yīng)力等,應(yīng)變加特點(diǎn):52Kineticequation運(yùn)動(dòng)方程Maxwell模型的運(yùn)動(dòng)方程（微分型方程）53(1)應(yīng)力松弛分析e=const.t=0,s=s0描述線型聚合物的應(yīng)力松弛行為，對交聯(lián)聚合物不適用，因?yàn)榻宦?lián)聚合物的應(yīng)力不可能松弛到零。t=∞,s=054松弛時(shí)間：=/E——Pa·s單位E——Pa——s松弛時(shí)間既與粘性系數(shù)有關(guān)又與彈性模量有關(guān)，說明松弛過程同時(shí)存在粘性和彈性行為sts0s0/ett=t的物理含義：應(yīng)力松弛到初始應(yīng)力的0.368倍（或當(dāng)應(yīng)力松弛過程完成63.2%）時(shí)所需的時(shí)間55應(yīng)力松弛時(shí)間越短，松弛進(jìn)行得越快；即

越大，越接近理想彈性；

越小，越接近理想粘性。對理想彈性體對理想粘性體56(2)蠕變分析Newtonliquid即Maxwell模型可以描述理想粘性體的蠕變響應(yīng)，不能描述聚合物蠕變過程。57Maxwell模型的優(yōu)缺點(diǎn)（1）只能描述線型聚合物的應(yīng)力松弛，對交聯(lián)聚合物不適用。（2）描述的是理想粘性體的蠕變響應(yīng)，無法描述聚合物的蠕變。58Ft=0FeFtt=t2t=∞2.Kelvin(或Voigt)模型：并聯(lián)應(yīng)變等應(yīng)力加特點(diǎn):59Kineticequation運(yùn)動(dòng)方程Kelvin模型的運(yùn)動(dòng)方程60（1）蠕變分析

=/E

Forcreeping=0

t=0=0t=∞平衡形變61Discussionτ’的意義：應(yīng)變達(dá)到極大值的0.632倍時(shí)所需的時(shí)間。τ’：蠕變過程的松弛時(shí)間又稱為推遲時(shí)間（1）t=0,e-t/=1,(0)=0（2）t增加,形變量逐漸增加et0τ’0.632ε62蠕變回復(fù)ete0形變隨時(shí)間的延長可以完全回復(fù)描述交聯(lián)聚合物蠕變回復(fù)63(2)應(yīng)力松弛分析Kelvin描述的是理想彈性體的應(yīng)力松弛響應(yīng)理想彈性體64Kelvin模型的優(yōu)缺點(diǎn)（1）描述理想彈性體的應(yīng)力松弛，無法描述聚合物的應(yīng)力松弛。（2）描述交聯(lián)聚合物的蠕變及其回復(fù)（但不能反映起始的普彈形變），不能反映線形聚合物的蠕變回復(fù)，因?yàn)榫€形聚合物的蠕變不能完全回復(fù)。65小結(jié)：Maxwell和Kelvin模型比較Maxwell

Kelvin應(yīng)力松弛、線形 蠕變、交聯(lián)(蠕變回復(fù)）蠕變、交聯(lián) 應(yīng)力松弛、線形適合不適合stte66思考：要描述一個(gè)沒有流動(dòng)的高度交聯(lián)的橡膠的蠕變過程,如何設(shè)計(jì)模型?設(shè)計(jì)分析:②那么每一種形變可以用什么來表示?①該蠕變過程包括幾種形變?普彈形變高彈形變③寫出形變的力學(xué)方程?3.三元件與四元件模型67在恒力0作用下,0=1=2①鍵長，鍵角改變引起的普彈形變，瞬間完成，與時(shí)間無關(guān)——彈簧模擬。②鏈段的伸展、蜷曲引起的高彈形變隨時(shí)間而變化——彈簧與粘壺并聯(lián)模擬。三元件模型68四元件模型描述一個(gè)線性聚合物完整的蠕變過程,包括普彈形變,高彈形變,粘流,怎么設(shè)計(jì)模型?①普彈形變—彈簧模擬。②鏈段的伸展、蜷曲引起的高彈形變—彈簧與粘壺并聯(lián)模擬。③分子鏈滑移引起的粘性流動(dòng)—粘壺來模擬。6970四元件模型的蠕變及蠕變回復(fù)曲線優(yōu)點(diǎn)：可反映聚合物的蠕變及回復(fù)全過程不足：只有一個(gè)松弛時(shí)間，不能完全反映高聚物粘彈性的真實(shí)變化情況。四元件模型可以較完全的描述

聚合物的

行為。71各種力學(xué)模型及其運(yùn)動(dòng)方程總結(jié)名稱示意圖力學(xué)行為模擬對象方程Maxwell模型線形聚合物應(yīng)力松弛Kelvin模型交聯(lián)聚合物蠕變及回復(fù)三元件模型交聯(lián)聚合物完整蠕變過程四元件模型線形聚合物蠕變727.3時(shí)溫等效原理

Timetemperaturesuperpositon升高溫度與延長時(shí)間對聚合物的分子運(yùn)動(dòng)是等效的——時(shí)溫等效某種力學(xué)響應(yīng)或力學(xué)松弛現(xiàn)象低溫下長時(shí)間觀察高溫下短時(shí)間觀察較高溫度下短時(shí)間內(nèi)的粘彈性能等同于較低溫度下長時(shí)間內(nèi)的粘彈性能兩種條件下對應(yīng)的是同一種分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理73——時(shí)溫等效即模量為時(shí)間和溫度的函數(shù)E(,,T,t)74時(shí)溫等效原理示意圖ElgtT1t1t2lgaTT2E(T1,t1)=E(T2,t2)=E(T2,t1aT)aT=tT/t0--移動(dòng)因子：聚合物在不同溫度下同一力學(xué)響應(yīng)所需觀察時(shí)間的比值75aT-移動(dòng)因子WhenT<T0aT>1WhenT>T0aT<1lgaT>0lgaT<0aT=t/t0T<T0aT>1T>T0aT<1t>t0左移(溫度升高時(shí)間縮短)t<t0右移(溫度下降時(shí)間延長）E(T0,t0)=E(T,t0·

aT)根據(jù)時(shí)溫等效原理，將曲線從高溫移至低溫，則曲線應(yīng)在時(shí)間軸上

移，aT

1。右小于76Example——Polybutadiene適用范圍Tg~Tg+100參考溫度T0經(jīng)驗(yàn)常數(shù)c1c2W-L-FequationttlogE77參考溫度T0經(jīng)驗(yàn)常數(shù)c1c2W-L-FequationT0不同，C1,C2,不同；當(dāng)T0＝Tg時(shí)，C1＝17.44,C2＝51.6。①半經(jīng)驗(yàn)驗(yàn)公式，對所有聚合物普適②溫度Tg～Tg＋100℃(明顯粘彈性)③aT是聚合物在不同溫度下同一力學(xué)響應(yīng)（Tg、tgδ、E等）所需觀察時(shí)間的比值。aT=t/t0=/

0=(T)/0(T0)78粘彈性總結(jié)低溫、松弛時(shí)間大、短時(shí)（高速）彈高溫、松弛時(shí)間小、長時(shí)（低速）粘低溫大小高溫Temp.短時(shí)長時(shí)Time79

蠕變試驗(yàn)可在拉伸，壓縮，剪切，彎曲下進(jìn)行:對試樣施加恒定的外力（加力可以是上夾具固定，自試樣下面直接掛荷重），測定應(yīng)變隨時(shí)間的變化。靜態(tài)粘彈實(shí)驗(yàn)高溫蠕變儀應(yīng)力松弛儀

7.4粘彈性的研究方法夾具試樣荷重拉伸蠕變試驗(yàn)：80動(dòng)態(tài)粘彈性實(shí)驗(yàn)1.扭擺法：由于試樣內(nèi)部高分子的內(nèi)摩擦作用，使得慣性體的振動(dòng)受到阻尼后逐漸衰減，振幅隨時(shí)間增加而減小。自由振動(dòng)法：扭擺法和扭辮法共振法：振簧強(qiáng)迫振動(dòng)非振法：粘彈譜儀、DMA81對數(shù)減量

（力學(xué)阻尼）——表示每次振幅所減小的幅度推導(dǎo)得出振幅所減小的幅度小，即擺動(dòng)持續(xù)時(shí)間長，0，tg0,熱耗散小振幅所減小的幅度大，即擺動(dòng)持續(xù)時(shí)間短，，tg,熱耗散大822.動(dòng)態(tài)粘彈譜儀

和動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析儀（DMA)DMA特點(diǎn)：①多種測量系統(tǒng)，多種類型和幾何尺寸的試樣，②極寬測量范圍，③多種損傷模式、T、t、ω、σ掃描。83DMTAresultsTtanE’Tg84主級松馳，α松馳:TgTm次級松馳：β、γ、δ與對應(yīng)鏈節(jié)運(yùn)動(dòng)側(cè)基運(yùn)動(dòng)等。7.5動(dòng)態(tài)力學(xué)譜研究聚合物的分子結(jié)構(gòu)和分子運(yùn)動(dòng)Tg85次級運(yùn)動(dòng)的影響Tg

和Tm轉(zhuǎn)變認(rèn)為a轉(zhuǎn)變,其它的轉(zhuǎn)