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)屈服強度(3)抗張強度(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斷裂強度屈服強度斷裂強度屈服強度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展的過程擺錘沖擊強度：Izod式和Charpy式IzodCharpy沖擊強度每種試樣不能同時裂紋引發(fā)能和裂紋擴展能。

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