第九章 漆膜的力学性质与附着力
合集下载
相关主题
- 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、"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、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)。
流体静压力
Volume shrink
体积收缩率
Bulk modulus
本体模量
Compressibility
可压缩度
P
P
V V0
B P V V0
1 V V0 BP
聚合物的力学性质
Strain
玻 璃 玻化 璃转 态变 区
粘
高
流粘
弹 态
转 变
流 态
区
Tg
Tf
Temperature
Temperature-strain curves of amorphous polymers
Thermomechanical spectra of amorphous polystyrene
聚合物的力学性质
Multiple transitions in amorphous polystyrene
Temperature Transitions Suggested Mechanisms
433 K (160℃) 373 K (100℃) 3254 K(~50℃)
Stress Relaxation 应力松弛
• 应力松弛指在恒定的温度和形变下，为维持此形变所需 的应力随时间增加而逐渐衰减的现象
0et
松弛时间
0
0
Crosslinked polymer
Linear polymer
t
聚合物的力学性质
Dynamical Mechanical Behavior动态力学行为
130 K
38-48 K
Tll
, Tg
Liquid1 liquid2
Long-range chain motions
Torsional vibrations of phenyl groups
Motions due to four carbon backbone moieties
Oscillation or wagging of phenyl groups
温度-模量曲线
聚合物的力学性质
Other Transitions and Relaxations 其他转变和松弛
tan
101
100 101
Tll
102
1030
100 200 300 400 Temperature, K
静态方法 （如DSC） 中不易观察 到次级转变， 而动态方法 （如动态力 学、介电松 弛）则很容 易反映出次 级转变
Strain
聚合物的学性质
Phenomena of Viscoelasticity 粘弹性现象
Linear Polymer 线性聚合物
Ideal elastic material 虎克弹性体 Cross-linked Polymer 交联聚合物 Ideal viscous material 牛顿流体
聚合物的力学性质
Shear 剪切
A0
A0
F
F
Shear stress
剪切应力
Shear strain
剪切应变
F
A0
tan
Shear modulus
剪切模量
G
Shear compliance
剪切柔量
J 1 G
聚合物的力学性质
Compression 压缩
V0
V0V
Hydrostatic pressure
• 动态力学行为指在交变应力或交变应变作用下，材料的 形变或应力随时间的变化
t ˆ sint
虎克（理想）弹性体
t ˆ sint
牛顿（理想）粘流体
Time
聚合物的粘弹性是指聚合物的力学性能对时间和温度有强 烈的依赖性，使其同时具有粘性液体和弹性固体的行为
聚合物的力学性质
Creep 蠕变
• 蠕变指在一定的温度和较小的恒定外力（拉力、压力或剪 切力）下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象
2+3
Creep
1
0
1
2 Retraction 3
t
聚合物的力学性质
Three kinds of deformation 三种形变
• Hookian elastic deformation 普弹形变
应力
1
0
E1
杨氏模量
1
t1
t2
t
键长、键角等的运动，可瞬间恢复
聚合物的力学性质
• Rubber elastic deformation 高弹形变 • Retarded elastic deformation 推迟弹性形变
F l
F
聚合物的力学性质
Numerical values of Young's modulus
Material Copper Polystyrene Soft rubber
E (Pa) 1.2 1011
3 109 2 106
1Pa =1 N/m2 =10 dynes/cm2 =1.02105 kgf/cm2
涂料与粘合剂
第九章 漆膜的力学性质和附着力
聚合物的力学性质
Tensile 拉伸
Tensile Stress
拉伸应力
F
A0
Tensile strain
拉伸应变
l l0 l
l0
l0
Young's Modulus E
杨氏模量
Tensile compliance D 1 E
拉伸柔量
A0 l0 l
2
0
E2
1 et
高弹模量
推迟时间
2
’ 分子链从一个松弛的平衡态构象变到
一个紧张的平衡态构象所需的时间
链段运动，可逐渐恢复
t1
t2
t
聚合物的力学性质
• Plastic deformation 塑性形变
• Viscous flow
粘性流动
3
0 0
t
2
源自文库
本体粘度
t1
分子间滑移，不可恢复
t2
t
聚合物的力学性质
聚合物的力学性质
Main-Chain Motions
Schatzki crankshaft mechanism 曲柄运动
Side-Chain Motions
Torsional vibrations 扭转 Oscillation 振动 Wagging 摆动
Tll Transition 液-液转变
the onset of the ability of the entire polymer molecule to move as a unit
温度-形变曲线
聚合物的力学性质
lgE, Pa Glass transition Rubbery flow
10 9 Glassy 8 7 6 5 4 3
Rubbery
Tm
plateau
Temperature
Liquid flow
Temperature-modulus curves of amorphous (black), crystalline (red), and crosslinked (blue) polymers
Volume shrink
体积收缩率
Bulk modulus
本体模量
Compressibility
可压缩度
P
P
V V0
B P V V0
1 V V0 BP
聚合物的力学性质
Strain
玻 璃 玻化 璃转 态变 区
粘
高
流粘
弹 态
转 变
流 态
区
Tg
Tf
Temperature
Temperature-strain curves of amorphous polymers
Thermomechanical spectra of amorphous polystyrene
聚合物的力学性质
Multiple transitions in amorphous polystyrene
Temperature Transitions Suggested Mechanisms
433 K (160℃) 373 K (100℃) 3254 K(~50℃)
Stress Relaxation 应力松弛
• 应力松弛指在恒定的温度和形变下，为维持此形变所需 的应力随时间增加而逐渐衰减的现象
0et
松弛时间
0
0
Crosslinked polymer
Linear polymer
t
聚合物的力学性质
Dynamical Mechanical Behavior动态力学行为
130 K
38-48 K
Tll
, Tg
Liquid1 liquid2
Long-range chain motions
Torsional vibrations of phenyl groups
Motions due to four carbon backbone moieties
Oscillation or wagging of phenyl groups
温度-模量曲线
聚合物的力学性质
Other Transitions and Relaxations 其他转变和松弛
tan
101
100 101
Tll
102
1030
100 200 300 400 Temperature, K
静态方法 （如DSC） 中不易观察 到次级转变， 而动态方法 （如动态力 学、介电松 弛）则很容 易反映出次 级转变
Strain
聚合物的学性质
Phenomena of Viscoelasticity 粘弹性现象
Linear Polymer 线性聚合物
Ideal elastic material 虎克弹性体 Cross-linked Polymer 交联聚合物 Ideal viscous material 牛顿流体
聚合物的力学性质
Shear 剪切
A0
A0
F
F
Shear stress
剪切应力
Shear strain
剪切应变
F
A0
tan
Shear modulus
剪切模量
G
Shear compliance
剪切柔量
J 1 G
聚合物的力学性质
Compression 压缩
V0
V0V
Hydrostatic pressure
• 动态力学行为指在交变应力或交变应变作用下，材料的 形变或应力随时间的变化
t ˆ sint
虎克（理想）弹性体
t ˆ sint
牛顿（理想）粘流体
Time
聚合物的粘弹性是指聚合物的力学性能对时间和温度有强 烈的依赖性，使其同时具有粘性液体和弹性固体的行为
聚合物的力学性质
Creep 蠕变
• 蠕变指在一定的温度和较小的恒定外力（拉力、压力或剪 切力）下，材料的形变随时间的增加而逐渐增大的现象
2+3
Creep
1
0
1
2 Retraction 3
t
聚合物的力学性质
Three kinds of deformation 三种形变
• Hookian elastic deformation 普弹形变
应力
1
0
E1
杨氏模量
1
t1
t2
t
键长、键角等的运动，可瞬间恢复
聚合物的力学性质
• Rubber elastic deformation 高弹形变 • Retarded elastic deformation 推迟弹性形变
F l
F
聚合物的力学性质
Numerical values of Young's modulus
Material Copper Polystyrene Soft rubber
E (Pa) 1.2 1011
3 109 2 106
1Pa =1 N/m2 =10 dynes/cm2 =1.02105 kgf/cm2
涂料与粘合剂
第九章 漆膜的力学性质和附着力
聚合物的力学性质
Tensile 拉伸
Tensile Stress
拉伸应力
F
A0
Tensile strain
拉伸应变
l l0 l
l0
l0
Young's Modulus E
杨氏模量
Tensile compliance D 1 E
拉伸柔量
A0 l0 l
2
0
E2
1 et
高弹模量
推迟时间
2
’ 分子链从一个松弛的平衡态构象变到
一个紧张的平衡态构象所需的时间
链段运动，可逐渐恢复
t1
t2
t
聚合物的力学性质
• Plastic deformation 塑性形变
• Viscous flow
粘性流动
3
0 0
t
2
源自文库
本体粘度
t1
分子间滑移，不可恢复
t2
t
聚合物的力学性质
聚合物的力学性质
Main-Chain Motions
Schatzki crankshaft mechanism 曲柄运动
Side-Chain Motions
Torsional vibrations 扭转 Oscillation 振动 Wagging 摆动
Tll Transition 液-液转变
the onset of the ability of the entire polymer molecule to move as a unit
温度-形变曲线
聚合物的力学性质
lgE, Pa Glass transition Rubbery flow
10 9 Glassy 8 7 6 5 4 3
Rubbery
Tm
plateau
Temperature
Liquid flow
Temperature-modulus curves of amorphous (black), crystalline (red), and crosslinked (blue) polymers