聚合物的粘弹性_1ppt培训课件

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1、高分子物理(PolymerPhysics)第七章聚合物的粘弹性引言附加内力：材料发生宏观的变形时，其内部分子间及分子内各原子间的相对位置和距离发生变化使原来的引力平衡被破坏，因而产生恢复平衡的力。当材料受到外力作用，几何形状和尺寸发生变化，这种变化叫应变。应力：材料单位面积上的附加内力叫应力。A0FFA引言拉伸Tensile剪切Shear压缩Compression三种基本类型简单拉伸Tensilel0FFl=l0+DlA0FFA应变应力真应变真应力简单剪切ShearFFA0qdSA0剪切角剪切位移切应变切应力V0PV0-DV均匀压缩应变体积模量压缩Compres

2、sion:Poisson’sratio泊松比泊松比:在拉伸实验中，材料横向应变与纵向应变之比值的负数泊松比数值解释0.5拉伸中无体积变化0.0没有横向收缩0.49~0.499橡胶的典型数值0.20~0.40塑料的典型数值泊松比Poisson’sratio4个参数中只有2个是独立的三种弹性模量之间的关系：各向同性材料弹性模量是表征材料抵抗变形能力的大小,其值的大小等于发生单位应变时的应力引言材料受力后会产生形变，根据除去外力后，应变可否回复，可分为：理想弹性固体理想粘性液体受到外力作用形变很小，符合虎克定律＝E1，E1普弹模量特点:受外力作用平衡瞬时达到，除

3、去外力应变立即恢复.符合牛顿流体的流动定律的流体特点:应力与切变速率呈线性关系,受外力时应变随时间线性发展,除去外力应变不能恢复.小分子固体–弹性小分子液体–粘性形变对时间不存在依赖性虎克定律弹性模量EElasticmodulusIdealelasticsolid理想弹性体Idealviscousliquid理想粘性液体牛顿定律外力除去后完全不回复粘度Viscosity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)理想弹性体的应力取决于，理想粘性体的应力取决于。聚合物：力学

4、行为强烈依赖于温度和外力作用时间在外力作用下，高分子材料的性质介于弹性材料和粘性材料之间，高分子材料产生形变，应力同时依赖于应变和应变速率。聚合物的这种既有弹性有粘性的性质称为粘弹性。高分子材料？聚合物的力学性能随时间的变化统称为力学松弛。最基本的力学松弛现象包括：应力松弛蠕变滞后力学损耗静态粘弹性动态粘弹性高分子运动单元的时间温度依赖性讨论时间，温度，应变和作用力对高分子材料的影响本章内容聚合物的力学松弛现象蠕变，应力松弛，滞后和内耗粘弹性的数学描述力学模型，Boltzmann叠加原理时温等效和叠加WLF方程的推导蠕变Creep定义：在一定的温度和较小的恒定应

5、力（拉力，扭力或压力等）作用下，材料的形变随时间的增长而逐渐增加的现象。若除掉外力，形变随时间变化而减小－－称为蠕变回复。物理意义：蠕变大小反映了材料尺寸的稳定性和长期负载能力。理想弹性体和粘性体的蠕变和蠕变回复蠕变Creep理想弹性体理想粘性体高分子的蠕变在外力作用下，随着时间的延长，高分子相继产生三种形变从分子运动的角度解释:材料受到外力的作用,链内的键长和键角立刻发生变化,产生的形变很小,我们称它普弹形变.（t）t（t）tt1t2（i）普弹形变（ii）高弹形变高分子的蠕变（t）t（t）tt1t22(t)=0(t

6、料受力，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，高弹形变可逐渐回复。（iii）粘性流动高分子的蠕变3(t)=0(t

7、等次级运动立即回复，形变直线下降通过链段运动，构象变化，使形变慢慢回复分子链之间的质心位移永久保持，不回复当外力撤去，以上三种形变同时发生变化玻璃态1蠕变量很小,工程材料,作结构材料的Tg远远高于室温高弹态1+2粘流态1+2+3存在永久形变高分子的蠕变线形和交联聚合物的蠕变全过程形变随时间增加而增大，蠕变不能完全回复形变随时间增加而增大，趋于某一值，蠕变可以完全回复线形聚合物交联聚合物交联聚合物线形聚合物蠕变的本质：分子链的质心位移线形和交联聚合物的蠕变全过程蠕变的影响因素（1）温度：温度升高，蠕变速率增大，蠕变程度变大因为外力作用下，温度高使分子运

8、动速度加快，松弛加快（2