高聚物力學性能

1、關(guān)于高聚物的力學性能第一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月高聚物的一般力學性能與特點高聚物的高彈性高聚物的粘彈性聚合物的拉伸行為-屈服與斷裂聚合物的力學松弛（粘彈性、蠕變、應力松弛） 第二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.1 聚合物的一般力學性能與特點 高聚物作為結(jié)構(gòu)材料使用時不可避免地受到各種應力的作用，這就要求它具有良好的力學性能。 聚合物的力學性能指的是其受力后的響應，如形變大小、形變的可逆性及抗破損性能等。 在不同條件下，聚合物表現(xiàn)出的力學行為： 小外力作用下聚合物表現(xiàn)為：高彈性、粘彈性和流動性 很大外力作用下表現(xiàn)為：極限力學行為（屈服、斷裂）第三張，PPT共五十七

2、頁，創(chuàng)作于2022年6月 研究聚合物的極限性質(zhì)，即在較大外力持續(xù)作用或強大外力短時間作用后，聚合物發(fā)生大形變至宏觀破壞或斷裂。 強度：材料抵抗破壞或斷裂的能力稱為強度。材料所能承受的最大載荷，表征了材料的受力極限，在實際應用中具有重要的意義。包括抗張強度、沖擊強度、彎曲強度、壓縮強度、硬度。 屈服：高分子材料在外力作用下產(chǎn)生塑性形變。第四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 高聚物材料具有所有已知材料中可變性范圍最寬的力學性質(zhì)，包括從液體、軟橡皮到很硬的剛性固體。各種高聚物對于機械應力的反應相差很大：例如聚苯乙烯制品很脆，一敲就碎；而尼龍制品卻很堅韌，不易變形也不易破碎；輕度交聯(lián)的橡膠拉

3、伸時，可伸長好幾倍，外力解除后還能基本上回復原狀；而膠泥變形后，卻完全保持著新的形狀。高聚物力學性質(zhì)的這種多樣性，為不同的應用提供了廣闊的選擇余地。第五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月聚合物的主要力學性能特點 (1)密度小 1.02.0g/cm3，是鋼的1/4、陶瓷的1/2。 (2)高彈性 彈性形變1001000，金屬只有0.11.0。 (3)彈性模量小 E=0.44.0GPa，而金屬則為30300GPa。（剛度差） (4)粘彈性明顯 高彈性對溫度和時間有強烈的依賴性。應變落后于應力：室溫下可能產(chǎn)生蠕變、應力松弛、滯后和內(nèi)耗。第六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月為了合理地選

4、擇和使用高分子材料，為了現(xiàn)有材料的改性和開發(fā)新型材料，必須全面掌握高聚物力學性能的一般規(guī)律，深入了解力學性能與分子結(jié)構(gòu)之間的內(nèi)在聯(lián)系。本章討論的對象僅局限于固體高聚物，包括玻璃態(tài)、結(jié)晶態(tài)和高彈態(tài)的高聚物，內(nèi)容上則著重討論有很大實際意義的玻璃態(tài)和結(jié)晶態(tài)高聚物的極限力學行為屈服、破壞和強度，高聚物材料所特有的高彈性，以及高聚物的力學松弛粘彈性。 第七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.2 表征力學性能的基本指標（1）應變與應力 （2）彈性模量 （3）硬度是衡量材料表面承受外界壓力能力的一種指標。（4）機械強度機械強度是衡量材料抵抗外力破壞的能力，是指在一定條件下材料所能承受的最大應力。

5、根據(jù)外力作用方式不同，主要有以下三種：拉伸強度、彎(撓)曲強度和沖擊強度。 （5）粘彈性和內(nèi)耗 第八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 高彈性的特點高彈態(tài)是高聚物所特有的，是基于鏈段運動的一種力學狀態(tài)，可以通過高聚物在一定條件下，通過玻璃化轉(zhuǎn)變而達到。處于高彈態(tài)的高聚物表現(xiàn)出獨特的力學性能高彈性。這是高聚物中一項十分難能可貴的性能。4.3 高彈性第九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月橡膠就是具有高彈性的材料，高彈性的特征表現(xiàn)在： 彈性形變大，可高達1000%，而金屬材料的普彈形變不超過1%。 彈性模量小，只有104Pa左右 ，而且隨絕對溫度升高而升高；而金屬材料的彈性模量達

6、109Pa ，而且隨絕對溫度升高而降低。溫度越高，分子鏈內(nèi)各環(huán)節(jié)的熱運動愈趨激烈，回縮力就愈大。所以，橡膠類物質(zhì)的彈性模量具有反常性。 粘彈性比較明顯。 形變時有明顯的熱效應。當把橡膠試樣快速拉伸(絕熱過程)，高聚物溫度升高 (放熱)，回縮時，溫度降低(吸熱)。而金屬材料與此相反。第十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月高彈性的本質(zhì)高彈性由熵變引起拉伸彈性體時外力所做的功主要轉(zhuǎn)為高分子鏈構(gòu)象熵的減小體系為熱力學不穩(wěn)定狀態(tài)去除外力體系回復到初始狀態(tài)熱力學第一定律熱力學第二定律熵彈性 既然拉伸時熵減小，dS 為負值，所以dQ=TdS 也應該是負值，說明了拉伸過程中為什么放出熱量。 由于理想高

7、彈體拉伸時只引起熵變，或者說只有熵的變化對理想高彈體的彈性有貢獻，也稱這種彈性為熵彈性。第十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月形變時間交聯(lián)高聚物理想彈性體理想粘性體線性高聚物4.4 粘彈性第十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 聚合物的形變與時間有關(guān)，但不成線性關(guān)系，兩者的關(guān)系介乎理想彈性體和理想粘性體之間，聚合物的這種性能稱為粘彈性。 這種行為反映了固體的彈性和液體的粘性兩者的組合. 理想彈性體（如彈簧）在外力作用下平衡形變瞬間達到，與時間無關(guān)；理想粘性流體（如水）在外力作用下形變隨時間線性發(fā)展。F作為粘彈性材料的高聚物，其力學性能受到力、形變、溫度和時間四個因素的影響。

8、描述粘彈性高聚物材料的力學行為必須同時考慮應力、應變、時間和溫度四個參數(shù)。高聚物材料的力學性能對時間和溫度的強烈依賴性是研究其力學性能中要著重弄清的問題。第十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 聚合物的力學性能隨時間的變化統(tǒng)稱為力學松弛。最基本的力學松弛現(xiàn)象包括蠕變、應力松弛、滯后和力學損耗等。 在測試和研究中，往往在應力、應變、時間和溫度四個因素中固定兩個因素以考察另外兩個因素之間的關(guān)系。第十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4 .1 蠕變e1t1t2t普彈形變示意圖（i）普彈形變（e1）： 聚合物受力時，瞬時發(fā)生的高分子鏈的鍵長、鍵角變化引起的形變，形變量較小，服從

9、虎克定律，當外力除去時，普彈形變立刻完全回復。如右圖： 蠕變過程包括三種形變： 在恒溫下施加較小的恒定外力時，材料的形變隨時間而逐漸增大的力學松弛現(xiàn)象。如掛東西的塑料繩慢慢變長。第十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 聚合物受力時，高分子鏈通過鏈段運動產(chǎn)生的形變，形變量比普彈形變大得多，但不是瞬間完成，形變與時間有關(guān)。當外力除去后，高彈形變逐漸回復。如下圖：e2t1t2t高彈形變示意圖（ii）高彈形變（e2）：第十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 受力時發(fā)生分子鏈的相對位移，外力除去后粘性流動不能回復，是不可逆形變。分子間無交聯(lián)的線形高聚物，則會產(chǎn)生分子間的相對滑移。如下

10、圖：e3t1t2t粘性流動示意圖 （iii）粘性流動（e3）：第十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月當聚合物受力時，以上三種形變是同時發(fā)生的，其綜合結(jié)果如下圖：e2+e3tee3e1e2e1三種形變的相對比例依具體條件不同而不同。 高聚物的蠕變是構(gòu)象、鏈段伸展、位移的變化。當溫度遠低于玻璃化溫度時，高聚物很堅硬，甚至經(jīng)較長時間，亦很少發(fā)生蠕變。 普彈形變高彈形變粘性流動第十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月防止蠕變的關(guān)鍵減少鏈的質(zhì)心位移 聚合物分子鏈含有苯環(huán)等剛性鏈 增加分子鏈間的作用力 適當交聯(lián) 降低鏈柔順性,聚合物玻璃化溫度高于室溫聚四氟乙烯分子鏈分子間作用力小，抗蠕變

11、松弛能力弱。 所以不能作機械零件，卻是很好的密封材料。 聚氨酯橡膠由于分子極性強，分子間作用力大，所以抗蠕變性能好。聚氯乙烯塑料抗蠕變性能差，在架空時會因蠕變而逐漸彎曲。硬PVC抗蝕性好，可作化工管道，使用時必須增加支架。第十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月改性聚苯醚主要是聚苯醚和聚苯乙烯共混而得。成型較易。ABS合金第二十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 應力松弛是指在恒定溫度和形變保持不變的情況下，聚合物內(nèi)部的應力隨時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。 如：用塑料繩綁捆東西，時間久了會變松。這是由于當聚合物被拉長時，高分子構(gòu)象處于不平衡狀態(tài)，它會通過鏈段沿外力方向的運動來減少或

12、消除內(nèi)部應力，以逐漸過渡到平衡態(tài)構(gòu)象。 如：拉伸一塊未交聯(lián)的橡膠到一定長度，并保持長度不變，隨著時間的增加，這塊橡膠的回彈力會逐漸減小，這是因為內(nèi)應力在慢慢減小，最后變?yōu)?。因此用未交聯(lián)的橡膠來做傳動帶是不行的。 4.4.2 應力松弛（Stress Relax）第二十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 應力松弛和蠕變都反映了高聚物內(nèi)部分子的三種運動情況：當高聚物一開始被拉長時，其中分子處于不平衡的構(gòu)象，要逐漸過渡到平衡的構(gòu)象，也就是鏈段要順著外力的方向來運動以減少或消除內(nèi)部應力。 （1）如果 ，如常溫下的橡膠，鏈段易運動，受到的內(nèi)摩擦力很小，分子很快順著外力方向調(diào)整，內(nèi)應力很快消失（

13、松弛了），甚至可以快到覺察不到的程度。 （2）如果 ，如常溫下的塑料，雖然鏈段受到很大的應力，但由于內(nèi)摩擦力很大，鏈段運動能力很小，所以應力松弛極慢，也就不易覺察到。 應力松弛行為與溫度有大的依賴性。在玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)尤為明顯。 第二十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 （3）如果溫度接近 Tg （附近幾十度），應力松弛可以較明顯地被觀察到，如軟PVC絲，用它來縛物，開始扎得很緊，后來就會慢慢變松，就是應力松弛比較明顯的例子 （4）只有交聯(lián)高聚物應力松弛不會減到零（因為不會產(chǎn)生分子間滑移），而線形高聚物的應力松弛可減到零。第二十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4.3 滯后

14、現(xiàn)象（Delay ）高聚物作為結(jié)構(gòu)材料，在實際應用時，往往受到交變力的作用。例如輪胎，傳動皮帶，齒輪，消振器等，它們都是在交變力作用的場合使用的。 以輪胎為例，車在行進中，它上面某一部分一會兒著地，一會離地，受到的是一定頻率的外力，它的形變也是一會大，一會小，交替地變化。滯后現(xiàn)象：高聚物在交變力作用下，形變落后于應力變化的現(xiàn)象 原因解釋：鏈段在運動時要受到內(nèi)摩擦力的作用，當外力變化時鏈段的運動還跟不上外力的變化，形變落后于應力。鏈段運動愈困難，愈是跟不上外力的變化。第二十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.4.4 力學損耗輪胎在高速行使相當長時間后，立即檢查內(nèi)層溫度，為什么會達到燙

15、手的程度？高聚物受到交變力作用時會產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，上一次受到外力后發(fā)生形變在外力去除后還來不及恢復，下一次應力又施加了，以致總有部分彈性儲能沒有釋放出來。這樣不斷循環(huán)，那些未釋放的彈性儲能都被消耗在體系的自摩擦上，并轉(zhuǎn)化成熱量放出。第二十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月這種由于力學滯后而使機械功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象，稱為力學損耗或內(nèi)耗?；乜s曲線拉伸曲線力學損耗或內(nèi)耗以應力應變關(guān)系作圖時，所得的曲線在施加幾次交變應力后就封閉成環(huán)，稱為滯后環(huán)或滯后圈，此圈越大，力學損耗越大。第二十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月順丁膠：內(nèi)耗小，結(jié)構(gòu)簡單，沒有側(cè)基，鏈段運動的內(nèi)摩擦較小丁苯膠：內(nèi)耗大

16、，結(jié)構(gòu)含有較大剛性的苯基，鏈段運動的內(nèi)摩擦較大丁腈膠：內(nèi)耗大，結(jié)構(gòu)含有極性較強的氰基，鏈段運動的內(nèi)摩擦較大丁基膠：內(nèi)耗比上面幾種都大，側(cè)基數(shù)目多，鏈段運動的內(nèi)摩擦更大例2：對于作為防震材料，要求在常溫附近有較大的力學損耗（吸收振動能并轉(zhuǎn)化為熱能）對于隔音材料和吸音材料，要求在音頻范圍內(nèi)有較大的力學損耗（當然也不能內(nèi)耗太大，否則發(fā)熱過多，材料易于熱老化）例1：對于作輪胎的橡膠，則希望它有最小的力學損耗才好第二十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月AYBYielding point 屈服點Point of elastic limit 彈性極限點Breaking point 斷裂點Strai

17、n softening 應變軟化plastic deformation塑性形變，冷拉Strain hardening 應變硬化yOND晶態(tài)聚合物典型的應力-應變曲線高聚物的拉伸應力應變曲線4.5 聚合物的屈服和斷裂第二十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月（2）越過A點，應力應變曲線偏離直線，說明材料開始發(fā)生塑性形變，極大值Y點稱材料的屈服點，其對應的應力、應變分別稱屈服應力（或屈服強度）y 和屈服應變e y 。發(fā)生屈服時，試樣上某一局部會出現(xiàn)“細頸”現(xiàn)象，材料應力略有下降，發(fā)生“屈服軟化”。 （3）隨著應變增加，在很長一個范圍內(nèi)曲線基本平坦，“細頸”區(qū)越來越大。直到拉伸應變很大時，材

18、料應力又略有上升（成頸硬化），到達B點發(fā)生斷裂。與B點對應的應力、應變分別稱材料的拉伸強度（或斷裂強度）b 和斷裂伸長率 e b ，它們是材料發(fā)生破壞的極限強度和極限伸長率。 （1）OA段，為符合虎克定律的彈性形變區(qū)，應力應變呈直線關(guān)系變化，直線斜率 相當于材料彈性模量。 第二十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 在單向拉伸的過程中，分子排列產(chǎn)生很大的變化，尤其是接近屈服點和超過屈服點時，分子都在與拉伸方向相平行的方向上開始取向。在結(jié)晶聚合物中微晶也重排，甚至某些晶體破裂成小單位，然后經(jīng)取向再結(jié)晶。材料在屈服后出現(xiàn)了較大的應變，如果在試樣斷裂前停止拉伸，除去外力后試樣的大形變已無法完

19、全自發(fā)回復，然而在加熱至Tm附近還可回復到拉伸前的狀態(tài)，所以這種形變本質(zhì)上是高彈性的，只是形變被新產(chǎn)生的結(jié)晶凍結(jié)而已，由于是在較低溫度下出現(xiàn)的不均勻拉伸，所以又稱為冷拉。聚合物的冷拉變形目前已成為制備高模量和高強度纖維的重要工藝。冷拉細頸第三十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月玻璃態(tài)非晶高聚物的拉伸溫度很低（TTg）；溫度稍稍升高些，但仍在Tg以下；Tg以下幾十度的范圍內(nèi)；TTg 高彈態(tài)玻璃態(tài)高聚物在不同溫度下的拉伸應力-應變曲線第三十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月當溫度很低（TTg）時，應力隨應變成正比的增加，最后不到10%就發(fā)生斷裂，如曲線。當溫度稍高但仍在Tg以下，

20、曲線上出現(xiàn)一個轉(zhuǎn)折點，稱為屈服點，對應應力為極大值稱為屈服應力，過了該點應力降低應變增大，最后應變不到20%試樣便發(fā)生斷裂，如曲線。溫度升高到Tg以下幾十度的范圍內(nèi)時，屈服點之后，試樣在外力不增大或增加不大的情況下發(fā)生很大的應變，試樣斷裂前曲線有明顯的上升(應變硬化)，如曲線。溫度升到Tg以上，試樣進入高彈態(tài)，在不大的應力下，便可以發(fā)展高彈形變，曲線不再出現(xiàn)屈服點，而呈現(xiàn)一段較長的平臺，直到試樣斷裂前曲線又急劇上升，如曲線。第三十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月有些玻璃態(tài)高聚物在大應力作用下能產(chǎn)生大的形變(高彈形變)產(chǎn)生原因:外力使鏈段運動松弛時間下降強迫高彈形變(冷拉) 原因在于

21、在外力的作用下，玻璃態(tài)聚合物中本來被凍結(jié)的鏈段被強迫運動，使高分子鏈發(fā)生伸展，產(chǎn)生大的形變。但由于聚合物仍處于玻璃態(tài)，當外力移去后，鏈段不能再運動，形變也就不能復原，只有當溫度升至Tg附近，使鏈段運動解凍，形變才能復原。這種大形變與高彈態(tài)的高彈形變在本質(zhì)上是相同的，都是由鏈段運動所引起。第三十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月應變速率對應力-應變曲線的的影響時溫等效原理：拉伸速率快=時間短相當于降低溫度第三十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 玻璃態(tài)和晶態(tài)聚合物的拉伸屈服后的形變過程本質(zhì)上都屬高彈形變，但其產(chǎn)生高彈形變的溫度范圍不同，而且在玻璃態(tài)聚合物中拉伸只使分子鏈發(fā)生取

22、向，而在晶態(tài)聚合物中拉伸伴隨著聚集態(tài)的變化，包含結(jié)晶熔化、取向、再結(jié)晶。 玻璃態(tài)聚合物溫度范圍：TbTg 施力： by 晶態(tài)聚合物溫度范圍：TgTm 施力： by強迫高彈形變第三十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月熱固性塑料的變形 熱固性塑料是剛硬的三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，分子不易運動，在拉伸時表現(xiàn)出脆性金屬或陶瓷一樣的變形特性。但是，在壓應力下它們?nèi)阅馨l(fā)生大量的塑性變形。環(huán)氧樹脂在室溫下單向拉伸和壓縮時的應力-應變曲線 拉伸壓縮第三十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月聚合物應力-應變曲線的五種類型“軟”和“硬”用于區(qū)分模量的低或高，“弱”和“強”是指強度的大小，“脆”是指無屈服現(xiàn)象

23、而且斷裂伸長很小，“韌”是指其斷裂伸長和斷裂應力都較高的情況。se軟而弱硬而脆硬而強軟而韌硬而韌第三十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月聚合物五種類型應力-應變曲線硬而脆：無屈服點，斷裂伸長率2%，E和B 均大， 如： PS，酚醛樹脂等硬而強：有屈服點，斷裂伸長率5%，E和B 均大，硬質(zhì)PVC等強而韌：有屈服點，有細頸現(xiàn)象，斷裂伸長率大，E和B均大， 如：PC、PA66、POM等硬而強強而韌硬而脆第三十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月軟而韌：模量低，屈服點低或沒有明顯屈服，斷裂伸長率大，B 均大，主要是橡膠及增塑的PVC軟而弱：模量低，斷裂伸長率低，B 低，主要是低分子量

24、聚合物、凝膠等軟而韌軟而弱第三十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月4.5.1 高聚物的屈服1、屈服的特征屈服應變(yieldstrain)較大，剪切屈服應變?yōu)?0%20%，而大多數(shù)金屬材料較小。高聚物在屈服點后，存在應變軟化現(xiàn)象。此時，應變增加，應力下降。高聚物的屈服應力隨應變速率增大而增大。屈服應力隨T升高而降低，到達Tg時，降低為0（實質(zhì)上不存在屈服）。與金屬材料相比，高聚物的屈服應力對流體靜壓力非常敏感，流體靜壓力升高，屈服應力升高。大多數(shù)高聚物屈服以后，體積稍有縮小壓縮屈服應力大于拉伸屈服應力第四十張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月2、細頸樣條尺寸：橫截面小的地方應變

25、軟化：應力集中的地方 出現(xiàn)“細頸”的位置第四十一張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月一是銀紋屈服，另一種是剪切屈服。3、高聚物屈服的形式1）銀紋屈服 銀紋(craze微裂紋)：玻璃態(tài)高聚物在拉伸應力作用下，某些薄弱環(huán)節(jié)部位由于應力集中而產(chǎn)生局部的塑性形變和取向，以至于在材料表面或內(nèi)部垂直于應力方向上出現(xiàn)微細凹槽（空化條紋狀形變區(qū)）的現(xiàn)象。這些條紋狀形變區(qū)的平面強烈地反射可見光，則材料表面形成一片銀色的閃光。習慣上稱為銀紋。相應的開裂現(xiàn)象稱為銀紋化現(xiàn)象。 銀紋在外力作用下若得不到抑制，進一步發(fā)展會成為裂縫，導致材料的斷裂。由此可知，銀紋是斷裂的先導。 由于銀紋大量形成是吸收能量的過程。如果

26、銀紋的發(fā)展得以控制，使其不發(fā)展成為裂縫，則銀紋化過程是實現(xiàn)材料屈服的一種形式。第四十二張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 銀紋不是空的，銀紋體的密度為本體密度的50%，折光指數(shù)也低于聚合物本體折光指數(shù)，因此在銀紋和本體之間的界面上將對光線產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，呈現(xiàn)銀光閃閃的紋路（所以也稱應力發(fā)白）。加熱退火會使銀紋消失（高度取向的高分子微纖發(fā)生解取向）。銀紋特征 應力發(fā)白現(xiàn)象：橡膠改性的PS、HIPS或ABS在受到破壞時，其應力面變成乳白色，這就是所謂應力發(fā)白現(xiàn)象。 應力發(fā)白和銀紋化之間的差別在于銀紋帶的大小和多少，應力發(fā)白是由大量尺寸非常小的銀紋聚集而成。第四十三張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作

27、于2022年6月 各種缺陷在高聚物的加工成型過程中是普遍存在的，例如由于混煉不均勻、塑化不足造成的微小氣泡，生產(chǎn)過程中混入一些雜質(zhì)，更難以避免的是由于制件表里冷卻速度不同，表面物料接觸溫度較低的模壁，迅速冷卻固化成一層外殼，而制件內(nèi)部的物料還處在熔融狀態(tài)，隨著它的冷卻收縮，便使制件內(nèi)部產(chǎn)生內(nèi)應力，進而形成細小的銀紋，甚至于裂縫，在制件的表皮上將出現(xiàn)龜裂。銀紋根源第四十四張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 銀紋現(xiàn)象為高聚物所特有，尤其是玻璃態(tài)透明高聚物（PS、PMMA、PC）在儲存過程及使用過程中，往往會在表面出現(xiàn)像陶瓷的那樣，肉眼可見的微細的裂紋，這些裂紋，由于可以強烈地反射可見光看上

28、去是閃亮的，所以又稱為銀紋Craze。應力集中：材料存在缺陷，受力時材料內(nèi)部的應力分布狀態(tài)將發(fā)生變化，使缺陷附近局部范圍內(nèi)的應力急劇的增加，遠遠超過平均應力值的現(xiàn)象。第四十五張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月A、力學因素：銀紋是高聚物受到張應力作用時，在材料某些薄弱環(huán)節(jié)上應力集中，而產(chǎn)生局部塑性形變，而在材料表面或內(nèi)部出現(xiàn)垂直于應力方向的微細凹槽或“裂紋”的現(xiàn)象。B、環(huán)境因素：化學物質(zhì)擴散到高聚物中，使微觀表面溶脹或增塑，增加分子鏈段的活動性，玻璃化溫度下降促進銀紋產(chǎn)生，另外，試樣表面的缺陷和擦傷處也易產(chǎn)生銀紋，或起始于試樣內(nèi)部空穴或夾雜物的邊界處，這些缺陷造成應力集中，有利于銀紋產(chǎn)生

29、。銀紋產(chǎn)生的原因 第四十六張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 銀紋區(qū)仍有力學強度，但其密度較低，銀紋具有可逆性，在壓應力作用下或經(jīng)玻璃化溫度以上退火處理，銀紋將會減少和消失。 銀紋是非晶態(tài)聚合物塑性變形的一種特殊形式，銀紋的形成增加聚合物的韌性，因為它使聚合物的應力得到松弛；同時，銀紋中的微纖維表面積大，可吸收能量，對增加韌性也有作用。 聚合物形成銀紋類似于金屬韌性斷裂前產(chǎn)生的微孔。第四十七張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月銀紋的擴展中間分子斷裂擴展形成裂紋發(fā)展成裂縫破壞銀紋方向和分子鏈方向第四十八張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月現(xiàn)象：韌性高聚物在拉伸至屈服點時，?？梢娫嚇由铣霈F(xiàn)大約與拉伸方向成45角傾斜的剪切滑移變形帶（剪切帶） 。 對韌性材料來說，拉伸時45 斜截面上的最大切應力首先達到材料的剪切強度，所以首先出現(xiàn)與拉伸方向成45 的剪切滑移變形帶-細頸。產(chǎn)生剪切帶時，材料發(fā)生屈服。因為變形帶中分子鏈的取向度高，故變形逐步向整個試樣擴展。2）剪切屈服第四十九張，PPT共五十七頁，創(chuàng)作于2022年6月 剪切屈服不同于銀紋屈服，前者沒有明顯的體積變化。剪切屈服在外加剪切力、