文档介绍：第六章聚合物的力学性能
兰州理工大学石油化工学院
崔锦峰
聚合物结构与性能
教学内容:
聚合物的应力—应变曲线
聚合物的屈服
聚合物的断裂与强度
重点要求:
从聚合物应力——应变曲线获取信息,掌握屈服和断裂现象及其机理、韧性和强度的影响因素及增韧、增强方法和机理。
学习目的:
从分子结构、凝聚态结构和屈服、断裂特征上对材料的韧性和强度进行初步判断,学会聚合物的增韧、增强方法,以满足其使用要求。
聚合物的屈服与断裂 ( Yielding and Fracture of Polymer )
The stress-strain curves 应力-应变曲线
——研究聚合物的极限性质,即在较大外力的持续作用或强大外力的短时作用后,聚合物发生大形变直至宏观破坏或断裂。
Typical stress-strain curve for amorphous polymer at temperature below Tg
Engineering stress to engineering strain
The stress-strain curves 应力-应变曲线
A 弹性极限应变A弹性极限应力
B 断裂伸长率B断裂强度Y 屈服应力
Y point: Yielding point 屈服点
A point: Point of elastic limit 弹性极限点
B point: Breaking point 断裂点
断裂能 Fracture energy
Stress-strain曲线下面积称作断裂能:材料从开始拉伸至破坏所吸收的能量。
Young’s Modulus 杨氏模量
聚合物拉伸形变过程
弹性形变-屈服-应变软化-冷拉-应变硬化-断裂
从分子运动机理解释上述过程
从应力—应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息
1、聚合物的屈服强度(Y点强度)2、聚合物的杨氏模量(OA段斜率)3、聚合物的断裂强度(B点强度)4、聚合物的断裂伸长率(B点伸长率)5聚合物的断裂韧性(曲线下面积)
各种情况下的应力-应变曲线 (Stress-strain curves under various conditions )
(a) Different temperature
a: T<<Tg
c: T<Tg (几十度)
d: T接近Tg
b: T<Tg
Temperature
0°C
50~70°C
70°C
0~50°C
Example-PVC
脆断
韧断
无屈服
屈服后断
Results
T
T
(b) Different strain rate
Strain rate
时温等效原理:拉伸速度快=时间短温度低
速度
速度