第八章 聚合物的粘弹性09.ppt

文档介绍：第七章聚合物的粘弹性
兰州理工大学石油化工学院
崔锦峰
聚合物结构与性能
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
形变对时间不存在依赖性
虎克定律 Hooke’s law
弹性模量 E
Elastic modulus
Ideal elastic solid 理想弹性体
外力除去后完全不回复
牛顿定律Newton’s law
粘度
Viscosity
Ideal viscous liquid 理想粘性液体
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(如弹簧)在外力作用下平衡形变瞬间达到,与时间无关;理想粘性体(如水)在外力作用下形变随时间线性发展。
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。
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蠕变、应力松弛、滞后和力学损耗等。
理想弹性体、理想粘性液体和粘弹性
高聚物粘弹性The viscoelasticity of polymers
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
聚合物受力时,应力同时依赖于形变和形变速率,即具备固、液二性,其力学行为介于理想弹性体和理想粘性体之间。
Comparison
理想粘性体
理想弹性体
交联高聚物
线形高聚物
力学松弛或粘弹现象
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。
线性粘弹性 Linear viscoelasticity
若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。
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
Review of relaxation time 
(1) 分子运动的多样性Varieties of molecular movements
(2) 分子运动与时间的关系
The relationship with time
(3) 分子运动与温度的关系
The relationship with temperature
多种运动单元
多种运动方式
Small molecules, =10-8~10-10s
High molecules, =10-1~10-4s
T

T

分子运动三特点