高分子材料基础复习资料

合集下载
  1. 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
  2. 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
  3. 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。

单体:单体是能与同种或他种分子聚合的小分子的统称。

是能起聚合反应或缩聚反应等而成高分子化合物的简单化合物
重复单元又叫链节。

是高分子中重复出现的那部分,高分子结构式常以表示。

一般是由相应的小分子(事实上或假想的)衍生而来的。

结构单元构成高分子主链结构组成的单个原子或原子团。

【例】聚丙烯:
其中—CH2—是一个链单元,也是一个结构单元;—CH(CH3)—是一个链单元,也是一个结构单元。

两者结成一个更大的结构单元—CH2—CH(CH3)—。

重复单元可以是—CH2—CH(CH3)—,也可以是—CH2—CH(CH3)—CH2—CH(CH3)—。

最小重复单元是—CH2—CH(CH3)—。

【注意】区分单体单元和重复单元
如果高分子是由1种单体聚合而成的,其重复单元就是单体单元。

例如:聚氯乙烯
,重复单元和结构单元都是—CH2—CHCl—,聚合度DP=n。

如果高分子是由2种或者2种以上的单体缩聚而成的,其重复单元由不同的单体单元组成,那么重复单元就不是单体单元了。

例如:尼龙,重复单元是
—NH(CH2)6NHCO(CH2)4CO—,而单体单元是—NH(CH2)6NH—和—CO(CH2)4CO—两种,聚合度DP=2n。

齐聚物:由少数链节组成的聚合物。

如二聚体、三聚体、四聚体……无论是线形的还是环形的统称齐聚物。

齐聚物与通常所说的聚合物是很不同的,增减几个结构单元能使其物理性质有很大的变化。

聚合物定义:由千百个原子彼此以共价键结合形成相对分子质量特别大、具有重复结构单元的有机化合物。

是由一类相对分子质量很高的分子聚集而成的化合物,也称为高分子、大分子等。

一般把相对分子质量高于10000的分子称为高分子。

高分子通常由103~105个原子以共价键连接而成。

由于高分子多是由小分子通过聚合反应而制得的,因此也常被称为聚合物或高聚物。

平均分子量(1)数均分子量设聚合物试样中,共有N个大分子,总质量为W。

若其中分子量为Mi的大分子有Ni个,其质量为Wi=NiMi,则有下列关系式:
(2)质均分子量 对聚合物的稀溶液用光散射方法测定的是质均分子量,等于分子量乘上相应质量分数的加合。

(3)粘均分子量 用聚合物稀溶液的特性粘度测定得到。

其中α为常数,若α=1,则 = ,一般
情况下,0.5<α<0.9。

相对而言,粘均分子量较接近质均分子量。

(4)Z 均分子量 用超速离心法测定。

Z 值的定义为
举例说明四种平均分子量。

设聚合物样品中各含有1mol 的104和105分子量的组分。

分子
由此可见,对于分子量不均一的聚合物 来说,则有
若分子量为均一的聚合物则都相等,即
分子量分布:指大小不同
( 不同)的分子在聚合物总量(
分子数、重量)中所占的相对比例。

聚合物分子量的多分散性。

因而,如分散性程度大,则两者的差距更大。

多分散程度有两种表示方法:
(1)分布指数
表示分子量分布宽度的参数D , 定义 D 为1时,是均一分子量的聚合物,
D 值比1越大, 其分子量分布越宽,多分散性程度越大。

2)分子量分布曲线
利用聚合物溶液分级沉淀方法,或者用凝胶渗透色谱,可以测定不同分子量组分所占的相对百分质量,然后作出如图1-4所示的质量分数分布曲线。

的相对大小也在图中表示出来。

即使平均分子量相同的聚合物,其分子量分布也可能不同,这是由于分子量相等的各部分所占的比例不一致,所以用分子量分布曲线来表示该聚合物多分散性的程度是更好的方法。

反应程度 P :某一特定官能团,在缩聚中已参加反应的官能团数与起始官能团数之比值。

P = ( P ≤1) []a i i a i i a
a i M N M N M W M 111i ⎥⎥⎦⎤⎢⎢⎣⎡=∑∑∑+=ηi
i M W Z =0
001N N N N N -=-
N0 :初始时某官能团总数
N :t = t 时,未反应的官能团数
官能度:一个分子(如单体,低聚物)中能参加( f )反应的官能团数目。

反应活性中心的数目 例1: CH3COOH+HOC2H5-- CH3COOC2H5 + H2O
RCOOH + R’NH2-- RCONHR’ +H2O
上述反应称为 f = 1,1体系
上述反应产物不再有可继续反应的官能团,可设想 f = 1,1;1,2;1,3…等体系都可缩合,但不构成缩聚反应,不能获得大分子。

例2: HOOC(CH2)4COOH + H2N(CH2)6NH2--HOOC(CH2)4CONH(CH2)6NH2+ H2O ( 二聚体) 反应总式:f = 2,2 体系
采用2-2官能度反应体系
若采用2-2官能度反应体系,其结果与含单个
官能团的体系不同
如用己二酸和丁二醇反应,一分子己二酸和一分子丁二醇缩合一次就生成一分子H2O ,同时形成一个二聚体
这种二聚体因仍含有端羟基和羧基,可以进一步与单体酸或醇缩合,也可跟另一个二聚体分子及
n -聚体缩合,如此逐步反应就可得到线型高分子聚酯。

加聚反应:①在反应过程中无低分子物析出,生成的聚合物组成与单体组成相同的反应。

②在链增长过程中只有增长链与单体之间的反应
缩聚反应:①在反应过程中有低分子物析出产物组成和单体组成不同的反应
②如果在链增长过程中,不但单体可加入到增长链中,而且已形成的各种低聚物之间亦可相互连接的反应
聚合度 :进入每个大分子链的结构单元总数。

平均每个大分子中含有的结构单元数命名为--数均聚合度。

随P 增大而增大
M0: 链节内两种单体结构单元分子量的平均值。

= 在缩聚过程中,欲提高反应程度
1. 延长反应时间
2. 提高反应温度
3. 尽量排除生成的低分子物
4. 选用高活性单体
n X n X n M
P
M 10
平衡常数K :已知平衡缩聚是由一系列的相继进行的平衡反应构成,根据等活性理论的概念,各步反应都可用同一个平衡常数K 来表示,如:
~-COOH +~-OH---~-OCO -~+H2O
K = =
热塑性聚合物:可溶、可熔的线型聚合物称为热塑性聚合物
热固性聚合物:不溶、不熔的体型聚合物称为热固性聚合物
凝胶点PC :体型缩聚反应反应进行到某一程度时,体系粘度会突然增大,形成冻胶状物质,称为凝胶.这种形成体型结构的临界点称为凝胶点。

凝胶点的预测和控制是体型缩聚的关键问题
定义开始出现凝胶时的临界反应程度为凝胶点,以Pc 表示
Pc 的预测与控制是体型缩聚的核心问题
Pc 的理论预测可从反应程度概念出发,也可用统计法推导
实际测得的 PC
实际测得的PC < 0.833
凝胶点时尚有很多溶胶存在
1. f =
2.2 体系, = 2,PC = 1,不能产生凝胶
2. >2,PC <1,可以产生凝胶。

增大,PC 减小,产生凝胶越早。

产生凝胶的充要条件a) 有f >2 的单体参加反应;
b) > 2;
c) 同时满足a)、b)两条件的体系,P 达 PC 时才达到凝胶。

本体聚合:本体聚合是单体(或原料低分子物)在不加溶剂以及其它分散剂的条件下,由引发剂或光、热、辐射作用下其自身进行聚合引发的聚合反应。

有时也可加少量着色剂、增塑剂、分子量调节剂等。

液态、气态、固态单体都可以进行本体聚合。

特点:产品纯净,电性能好,可直接进行浇铸成型;生产设备利用率高,操作简单,不需要复杂的分离、提纯操作。

优点:生产工艺简单,流程短,使用生产设备少,投资较少;反应器有效反应容积大,生产能力大,易于连续化,生产成本低.
缺点:热效应相对较大,自动加速效应造成产品有气泡,变色,严重时则温度失控,引起爆聚,使产品达标难度加大.由于体系粘度随聚合不断增加,混合和传热困难;在自由基聚合情况下,有时还会出现聚合速率自动加速现象,如果控制不当,将引起爆聚;产物分子量分布宽,未反应的单体难以除尽,制品机械性能变差等。

溶液聚合:单体和引发剂溶于适当溶剂中进行的聚合方法。

11-k k ]][[]][[2OH COOH O H OCO ---

均相溶液聚合----聚合物能溶于溶剂中时,如丙烯睛在DMF中的聚合;
非均相溶液聚合----聚合物不溶于溶剂而析出时,如丙烯腈的水溶液聚单体加适当催化剂溶剂的选择极为重要
溶剂的链转移常数CS,CS 值较大时,链自由基较易发生向溶剂的转移而导致产物平均分子量的下降
溶剂对聚合物的溶解性能
良溶剂构成均相体系
非溶剂(沉淀剂)构成非均相体系,自加速现象显著
工艺特点
(1) 温度较低,反应缓和且平稳
(2) 有利于热量交换,避免局部过热
(3) 不需高真空,要求单体活性较高
缺点: 成本较高,设备利用率较低,溶剂除去较困难
聚苯醚、聚砜和聚芳醚酮等都用此法生产
乳液聚合: 在乳化剂及机械搅拌的作用下,单体在水中分散成乳状液进行聚合的方法
在本体、溶液及悬浮聚合中,能使聚合速率提高的一些因素,往往使产物分子量降低。

但在乳液聚合中,因该聚合方法具有特殊的反应机理,速率和分子量可同时较高。

乳液聚合的粒径约为0.05~0.2 um,比悬浮聚合物( 0.05~0.2 mm )要小得多。

主要组分:单体、水、水溶性引发剂及乳化剂
乳液聚合的主要优点以水为分散介质价廉安全。

乳液的粘度低,且与聚合物的分子量及聚合物的含量无关,这有利于搅拌、传热及输送,便于连续生产;也特别适宜于制备粘性较大的聚合物,如合成橡胶等。

聚合速率快,产物分子量高,在较低温度下聚合。

适用于直接使用乳液的场合,如水乳漆、粘合剂、纸张、皮革及织物处理剂等。

乳液聚合的缺点当需要固体聚合物时,乳液需经破乳(凝聚)、洗涤、脱水、干燥等工序,生产成本较高产品中乳化剂等杂质不易除尽,影响电性能
乳液聚合多用于生产丁苯、丁腈及氯丁等合成橡胶,也广泛用于制造涂料、粘合剂及纸张和织物等的处理剂等,如PVAc乳液、丙烯酸酯类涂料和粘合剂等。

其它如糊状PVC树脂,苯乙烯、甲基丙烯酸甲酯、偏二氯乙烯等单体都可用此法聚合。

乳化剂是乳液聚合的重要组分:它可以使互不相溶的油(单体)-水转变为相当稳定难以分层的乳液,该过程称为乳化。

乳化剂的乳化作用,在于它的分子是由亲水的极性基团和疏水的(亲油)非极性基团(一般为烃基)构成的。

根据极性基团的性质,乳化剂可分为阴离子型、阳离子型、两性型及非离子型四类。

乳液聚合最广泛使用的是阴离子乳化剂
链引发链:反应中最初产生链载体的过程。

最常见的链引发过程是由反应系统中的稳定分子在获得了足够高的能量后导致某一化学键断裂而产生自由基或自由原子的过程。

根据获能方式的不同,可分为热引发、高能引发、化学引发、复相引发等。

链增长
链终止: 单基终止------消耗一个引发剂自由基
双基终止------偶合终止;歧化终止
偶合终止----有一个头头结构单元中聚合度为两个链自由基的单体单元数之和。

生成的大分子的两端即为引发剂残基。

歧化终止----聚合度为原链自由基中所含的单体单元数,各自含有一个引发剂残基端基,而链端的化学结构两个大分子互不相同,一个是饱和端基,另一个是不饱和端基。

终止反应的方式取决于单体的结构和聚合温度。

链转移反应:
向单体转移
向单体的转移能力与单体结构、温度等因素有关。

键合力较小的原子
容易被自由基所夺取而发生链转移反应。

向溶剂(或分子量调节剂)转移
向引发剂转移
向大分子转移
通常的链转移反应不影响聚合速率,却对分子量有重大影响。

链转移常数:是链转移速率常数和增长速率常数之比,代表链转移反应与链增长反应的竞争能力。

C S=k trS/k p
半衰期: 半衰期是指引发剂分解至起始浓度一半时所需的时间t1/2
自动加速现象:不少自由基聚合体系,当达到一定转化率如(15%~20%)后,却常出现自动加速现象,直到后期,聚合速率又渐减慢。

使自由基聚合的转化率对时间曲线呈S形自加速现象主要是体系粘度增加所引起的,因此又称凝胶效应
自加速现象在自由基聚合中是一种较为普遍的现象
自加速现象的原因:在于体系粘度变大,链终止反应受扩散变慢所控制
链自由基的双基终止过程可分三步
链自由基的平移
链段重排,使活性中心靠近
双基相互反应而使链终止
体系变粘后,链段重排受到阻碍,双基终止困难,终止速率常数kt显著下降
影响自加速现象的因素:聚合物在单体或溶剂中溶解性能的优劣对链自由基的卷曲、包埋的影响很大,
苯乙烯是聚苯乙烯的良溶剂,链自由基链段扩散重排较容易,因此出现自加速现象要晚。

若聚合物不溶于其单体或溶剂中,长链自由基边生成边沉淀出来,构成非均相体系,称为沉淀聚合。

聚合一开始即出现自加速现象。

例如丙烯腈、氯乙烯的聚合均属此类。

其自由基寿命很长,例如四氟乙烯在50℃水中聚合时,自由基寿命 可达1000秒,40℃时甚至高达2000 秒以上,[M·] 可达10-5mol/L。

阻聚作用----阻止单体聚合的作用称为阻聚作用
阻聚剂----能与初级或链自由基作用,形成非自由基物质或不能引发聚合的低活性自由基,致使聚合终止的物质
苯醌是最重要的阻聚剂,氧有显著的阻聚作用,自由基型高效阻聚剂
诱导期----聚合反应要在阻聚剂耗尽以后才开始
正常进行,此段不聚合的时期称为诱导期
缓聚剂----只消灭部分自由基或使自由基活性衰
减,导致聚合速度减慢的物质
许多杂质对聚合有抑制作用.在单体分离、精制及储运过程中,也需加入一定量的阻聚物质以防止聚合在动力学研究或工业生产时,当达一定转化率时,也常用加入阻聚物质的方法使反应终止阻聚和缓聚难以严格区分,往往只是程度上的不同,并无本质的差别。

自由基聚合机理:
构型-----是由原子或原子团在手性中心或双键上的空间排布不同而产生的立体异构,除非化学键断裂,两种构型是不能相互转化的。

构象-----则是对C一C单键内旋转而产生的分子形态不同的描述,例如锯齿型分子、无规线团、螺旋链,折叠链等形态。

构象可通过一系列单键的内旋转而相互转换。

活性种:是由两种金属构成的络合物
聚集态结构:是指高分子链间的几何排列,又称三次结构,也称为超高分子结构。

聚集态结构包括晶态结构、非晶态结构、取向结构和织态结构等。

结晶性聚合物与无定形聚合物的区别
结晶性聚合物内部大部分大分子分子排列很规则,如:PE PP POM Nylon等
模塑条件及后处理对聚合物的结晶度有很大影响。

无定形聚合物分子排列与结晶体相比不规则,分子链也随机排列,如:ABS PS PVC PMMA PC 及K料等等。

结晶性聚合物的典型特点:
a.熔融需要的热量较高,源于其结构的规则化,因此,每磅料所需的热量比无定型聚合物高。

b.收缩率大,因为结晶体的规则结构使其占据较少的空间,明显的体积减小表现在发生变化的开端及结晶度,数量的变化上。

c.易发生翘曲,由于其易受模塑条件影响的特点
d.明显的结晶熔融点(Tm)
e.无明显的玻璃态转变点(Tg)
f.结晶体导热性几乎是非晶体的两倍,所以啤件内部热量的传导结晶体聚合物较无定型聚合物容易得多。

无定型聚合物的典型特点:
a.熔融需要的潜热较低
b.收缩率小
c.发生翘曲少
d.无明显的结晶熔融点(Tm)
e.明显的玻璃态转变点(Tg)
f.导热率低
晶体与非晶体之间最大的区别就是有固定的熔点,严格来说所有的塑料都是非晶体,但是结晶性塑料的结晶度要比无定形塑料高,所以在凝固的过程中出现了一些与晶体相似的特征,无定形塑料相对而言只不过结晶度略低罢了
增塑剂:主要作用是削弱聚合物分子之间的次价健,即范德华力,从而增加了聚合物分子链的移动性,降低了聚合物分子链的结晶性,即增加了聚合物的塑性,表现为聚合物的硬度、模量、软化温度和脆化温度下降,而伸长率、曲挠性和柔韧性提高。

增塑剂按其作用方式可
以分为两大类型,即内增塑剂和外增塑剂.
内增塑剂实际上是聚合物的一部分。

一般内增塑剂是在聚合物的聚合过程中所引入的第
二单体。

由于第二单体共聚在聚合物的分子结构中,降低了聚合物分子链的有规度,即降低了聚合物分子链的结晶度。

例如氯乙烯-酯酸乙烯共聚物比氯乙烯均聚物更加柔软。

内增塑剂的使用温度范围比较窄,而且必须在聚合过程中加入,因此内增塑剂用的较少。

外增塑剂是一个低分子量的化合物或聚合物,把它添加在需要增塑的聚合物内,可增加
聚合物的塑性。

外增塑剂一般是一种高沸点的较难挥发的液体或低溶点的固体,而且绝大多数都是酯类有机化合物。

通常它们不与聚合物起化学反应,和聚合物的相互作用主要是在升高温度时的溶胀作用,与聚合物形成一种固体溶液。

外增塑剂性能比较全面且生产和使用方便,应用很广。

现在人们一般说的增塑剂都是指外增塑剂。

邻苯二甲酸二辛酯(DOP)和邻
苯二甲酸二丁酯(DBP)都是外增塑剂。

一种理想的增塑剂应具有如下性能:(1)与树脂有良好的相溶性;(2)塑化效率高;(3)对热
光稳定;(4)挥发性低;(5)迁移性小;(6)耐水、油和有机溶剂的抽出;(7)低温柔性良好;(8)
阻燃性好;(9)电绝缘性好;(10)无色、无味、无毒;(11)耐霉菌性好;(12)耐污染性好;(13)
增塑糊粘度稳定性好;(14)价廉。

假塑性流体性质:非牛顿流体的一种。

其特征是:表示切应力(T)和切变速度D关系的流变曲线(D-T曲线)通过原点,但二者不呈直线关系,D比T增加得更快,流体的表观黏度随切变速度的增加而减小,这称作剪切稀化现象。

假塑性流体的流变性质常用经验公式T=KDn
表示,式中0<n<1。

高分子熔体和浓溶液大都属于假塑性流体。

假塑性流体是指无屈服应力,并具有粘度随剪切速率增加而减小的流动特性的流体,其本构方程为r=ηD(n<1),r是剪切应力,η是粘度的度量,D是剪切应变速率。

牛顿流体(1)切应力与剪切变形速率成线性关系的流体。

(2)没有剪切弹塑性的理想流体。

其剪切应力正比于剪切率。

膨胀性流体(胀流型流体) 在外力作用下,其粘度会因剪切速率的增大而上升的流体,但在静置时,能逐渐恢复原来流动较好的状态。

宾汉流体: 剪切应力与剪切速率呈线性关系,但只有当剪应力大于屈服剪应力时才开始流动。

流体在静止时存在凝胶结构。

宾汉流体的表观粘度是不变的。

聚合物浓溶液和凝胶性塑料
糊的流变行为与宾汉流体相似。

表现粘度:将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层, 各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力. 在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力η(N/m2). 切变速率(D) D=d v /d x (S-1) 切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数牛顿以图4-1的模式来定义流体的粘度。

两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即:η= ηdv/dx =ηD(牛顿公式)其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。

非牛顿流体:不符合牛顿公式η/D=f(D),以ηa表示一定(η/D)下的粘度,称表观粘度。

粘弹性:塑料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性称粘弹性。

注:粘弹性使塑料同时具有类似固体的特性,如弹性,强度,因次稳定性,和类似液体的特性如随时间,温度,负荷大小和速率而变化的流动特性。

杨氏模量:是表征在弹性限度内物质材料抗拉或抗压的物理量,它是沿纵向的弹性模量,杨氏模量的大小标志了材料的刚性,杨氏模量越大,越不容易发生形变。

杨氏模数是材料力学中的名词,弹性材料承受正向应力时会产生正向应变,定义为正向应力与正向应变的比值。

公式记为E = ζ/ ε其中,E 表示杨氏模数,ζ表示正向应力,ε表示正向应变。

杨氏模量大,说明在压缩或拉伸材料时,材料的形变小。

剪切模量:材料常数,是剪切应力与应变的比值。

又称切变模量或刚性模量。

材料的力学性能指标之一。

是材料在剪切应力作用下,在弹性变形比例极限范围内,切应力与切应变的比值。

它表征材料抵抗切应变的能力。

模量大,则表示材料的刚性强。

剪切模量的倒数称为剪切柔量,是单位剪切力作用下发生切应变的量度,可表示材料剪切变形的难易程度。

体积模量:定义:土在三向应力作用下,平均正应力与相应的体积应变之比。

物体在p0的压力下体积为V0。

若压力增加(P0→P0+dP),则体积减小dV。

则有K=dP/(-dV/V0)被称为该物体的体积模量(modulus of volume elasticity)。

如在弹性范围内,则专称为体积弹性模量。

体积模量是一个比较稳定的材料常数。

因为在各向均压下材料的体积总是变小的,故K值永为正值,单位MPa。

体积模量的倒数称为体积柔量。

体积模量K和拉伸模量(或称弹性模量)E、泊松比μ之间有关系:E=3K(1-2μ)。

泊松比:定义:材料在单向受拉或受压时,横向正应变与轴向正应变的绝对值的比值。

横向应变与纵向应变之比值称为泊松比,也叫横向变性系数,它是反映材料横向变形的弹性常数。

在材料的比例极限内,由均匀分布的纵向应力所引起的横向应变与相应的纵向应变之比的绝对值。

比如,一杆受拉伸时,其轴向伸长伴随着横向收缩(反之亦然),而横向应变e' 与轴向应变e 之比称为泊松比V。

材料的泊松比一般通过试验方法测定。

可以这样记忆:空气的泊松比为0,水的泊松比为0.5,中间的可以推出。

主次泊松比的区别主泊松比PRXY,指的是在单轴作用下,X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变次泊松比NUXY,它代表了与PRXY成正交方向的泊松比,指的是在单轴作用下,Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变。

PRXY与NUXY是有一定关系的:PRXY/NUXY=EX/EY对于正交各向异性材料,需要根据
材料数据分别输入主次泊松比,但是对于各向同性材料来说,选择PRXY或NUXY来输入泊松比是没有任何区别的,只要输入其中一个即可简单推到如下:假如在单轴作用下:(1)X方向的单位拉(或压)应变所引起的Y方向的压(或拉)应变为b; (2)Y方向的单位拉(或压)应变所引起的X方向的压(或拉)应变为a; 则根据胡克定律得ζ=EX×a=EY ×b →EX/EY =b/a 又∵PRXY/NUXY=b/a ∴PRXY/NUXY=EX/EY
蠕变:材料在常应力作用下,变形随时间的延续而缓慢增长的现象。

蠕变:固体材料在保持应力不变的条件下,应变随时间延长而增加的现象。

它与塑性变形不同,蠕变曲线性变形通常在应力超过弹性极限之后才出现,而蠕变只要应力的作用时间相当长,它在应力小于弹性极限时也能出现。

蠕变随时间的延续大致分3个阶段:①初始蠕变或过渡蠕变,应变随时间延续而增加,但增加的速度逐渐减慢;②稳态蠕变或定常蠕变,应变随时间延续而匀速增加,这个阶段较长;③加速蠕变,应变随时间延续而加速增加,直达破裂点。

应力越大,蠕变的总时间越短;应力越小,蠕变的总时间越长。

但是每种材料都有一个最小应力值,应力低于该值时不论经历多长时间也不破裂,或者说蠕变时间无限长,这个应力值称为该材料的长期强度。

应力松弛:材料在恒定变形条件下,应力随时间的延续而逐渐减少的现象。

粘弹性材料在总应变不变的条件下,由于试样内部的粘性应变(或粘塑性应变)分量随时间不断增长,使回弹应变分量随时间逐渐降低,从而导致变形恢复力(回弹应力)随时间逐渐降低的现象。

测定应力松弛曲线是测定松弛模量的实验基础。

高温下的紧固零件,其内部的弹性预紧应力随时间衰减,会造成密封泄漏或松脱事故。

松弛过程也会引起超静定结构(见结构力学)中内力随时间重新分布。

用振动法消除残余应力就是设法加速松弛过程,以便消除材料微结构变形不协调引起的内应力。

使流动的粘弹性流体速度梯度减小或突然降为零,流体中的应力逐渐降低或消失的过程也称为应力松弛。

应力松弛现象:打包带变松、橡皮筋变松
力学损耗:在理想情况下当应力的变化和应变的变化相一致时,没有滞后现象,每次拉伸形变所做的功等于恢复原状时获得的功而无能量损耗,黏弹性材料的应变的变化落后于应力的变化,发生滞后现象,则在循环变化过程中要消耗能量,称为力学损耗.
时温等效原理:高聚物的同一力学松弛现象可以在较高的温度、较短的时间(或较高的作用频率)观察到,也可以在较低的温度下、较长时间内观察到。

因此,升高温度与延长观察时间对分子运动是等效的,对高聚物的粘弹行为也是等效的。

这就是时温等效原理。

柔顺性:高分子链能够改变其构象的性质称为柔顺性.
抗张强度:即抗拉强度。

又称拉伸强度,扯断强度。

表示单位面积的破碎力。

符号ζb。

材料或构件受拉力时抵抗破坏的能力。

可用强度极限来表示。

是金属和非金属材料的机械性能的一项指标。

单位为牛/厘米2(N/cm2)或帕斯卡(Pa),纸张往往作纵向测定或横向测定,分别称做纵向抗张力或横向抗张力,国际标准以kN/m表示。

对皮革抗张强度=革样断裂时的负荷(N/革样的横切面积mm2)。

各种皮革都被规定有应达到的抗张强度指标,如铬鞣黄牛皮正鞋面革的抗张强度为≥20N/mm2。

使得测试片由原始横截面开始断裂的最大负荷。

最初以tons/sq.in标记。

现在以Newtons/sq.mm作单位计量。

也称为了最大的应力和最大抗拉应力.。

相关文档
最新文档