《聚合物的粘弹》ppt课件

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1、第7章聚合物的粘弹性TheViscoelasticityofPolymers普通粘、弹概念粘–同黏：象糨糊或胶水等所具有的、能使一个物质附着在另一个物体上的性质。弹–由于物体的弹性作用使之射出去。弹簧–利用材料的弹性作用制得的零件，在外力作用下能发生形变（伸长、缩短、弯曲、扭转等），除去外力后又恢复原状。材料的粘、弹基本概念材料对外界作用力的不同响应情况典型小分子固体–弹性小分子液体–粘性恒定力或形变-静态变化力或形变-动态弹性粘弹性非线性粘弹性线性粘弹性高弹性普弹性动态静态粘性Deformation形变性能ElasticityHighelasticityVis

2、cosityviscoelasticityLinearviscoelasticityStaticDynamicNon-Linearviscoelasticity应力松弛蠕变滞后力学损耗形变对时间不存在依赖性虎克定律Hooke’slaw弹性模量EElasticmodulusIdealelasticsolid理想弹性体t1tt2t1tt2σ0σε0ε00esE理想弹性体受外力后，应变在加力的瞬时达到平衡值，除去应力时，应变瞬时回复。外力除去后完全不回复牛顿定律Newton’slawIdealviscousliquid理想粘性液体t1tt20t1tt20σ0σe2ε粘度

3、Viscositys形变与时间有关理想粘性体受外力后，形变是随时间线性发展的，当除去外力时形变不可回复。弹性与粘性比较弹性粘性能量储存能量耗散形变回复永久形变虎克固体牛顿流体模量与时间无关模量与时间有关E(,,T)E(,,T,t)高聚物粘弹性theviscoelasticityofpolymers高聚物材料表现出弹性和粘性的结合在实际形变过程中，粘性与弹性总是共存的聚合物的形变与时间有关，但不成线性关系，两者的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物的这种性能称为粘弹性。sIdealviscousliquidPolymertePolymerIdeale

4、lasticsolidComparisons=const.理想弹性体理想粘性体交联高聚物线形高聚物εt07.1聚合物的力学松弛现象高聚物力学性质随时间而变化的现象称为力学松弛或粘弹现象。粘弹性分类静态粘弹性动态粘弹性蠕变、应力松弛滞后、内耗粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性。基本概念线性粘弹性：物体的粘弹性完全由符合虎克定律的理想弹性体和符合牛顿定律的理想粘性体所组合来描述，则称为线性粘弹性。非线性粘弹性：物体的粘弹性行为不符合理想固体的弹性和理想液体的粘性的组合。静态粘弹性固定应力或应变下的粘弹性行为。有蠕变，应力松驰。动态粘弹性交变应力或应变下的粘弹

5、性行为。有滞后现象和力学损耗等。7.1.1蠕变Creepdeformation在恒温下施加一定的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学现象。高聚物蠕变性能反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力从分子运动和变化的角度来看，蠕变过程包括三种形变：①瞬时弹性形变②推迟弹性形变③粘性流动理想弹性体和理想粘性体的蠕变和蠕变回复对理想弹性体对理想粘性体t1tt2σ00t1tt2ε0ε0t1tt20σ0σt1tt20ε0εe1t1t2t瞬时弹性形变示意图（i）瞬时弹性形变（e1）：聚合物受力时，瞬时发生的高分子链的键长、键角变化引起的形变，形变量较小，服从虎克定律，当外力除

6、去时，普弹形变立刻完全回复。高分子材料蠕变包括三个形变过程：（ii）高弹形变（e2）：Highelasticdeformation聚合物受力时，高分子链通过链段运动产生的形变，形变量比普弹形变大得多，但不是瞬间完成，形变与时间相关。当外力除去后，高弹形变逐渐回复。e2t1t2t（iii）粘性流动（e3）：受力时发生分子链的相对位移，外力除去后粘性流动不能回复，是不可逆形变。e3t1t2t瞬时弹性形变：由分子链内部键长和键角变化产生。为普弹形变E1是普弹形变模量。推迟弹性形变：由链段运动逐渐产生的，链段运动受阻，使形变随时间发展不能瞬间完成。：是松弛时间(或称推迟

7、时间)粘性流动：高聚物分子间的相对滑移产生的。当聚合物受力时，以上三种形变同时发生加力瞬间，键长、键角立即产生形变，形变直线上升通过链段运动，构象变化，使形变增大分子链之间发生质心位移e2+e3t2t1tee3e1e2e1e2t1t2t撤力一瞬间，键长、键角等次级运动立即回复，形变直线下降通过构象变化，使熵变造成的形变回复分子链间质心位移是永久的，留了下来蠕变与外力作用时间的关系作用时间短(t小),第二、三项趋于零作用时间长(t大),第二、三项大于第一项，当t，第二项0/E2<<第三项（0t/)弹性粘性蠕变与温度高低的关系：只有在适当外力作用下，Tg附

8、近，链段能