文档介绍：ChapterChapterChapter 999
99 MechanicalMechanical PropertiesProperties
ofof PolymersPolymers
高分子的力学性能高分子的力学性能
Mechanical Properties
Tensile 拉伸
拉伸强度,拉伸(杨氏)模量,断裂伸长率,
屈服强度,100%定伸应力…
Impact 冲击
悬臂梁,简支梁,落锤…
缺口,无缺口
Banding 弯曲
强度,模量
Friction 摩擦
摩擦系数,磨损量…
…
StressStress--StrainStrain BehaviorBehavior
ofof PolymersPolymers
高分子的应力高分子的应力--应变行为应变行为
Stress-strain curve 应力-应变曲线
F
Tensile stress F A
σ= A0
拉伸应力 A0
l − l ∆l l
Tensile strain ε= 0 = 0
拉伸应变 l
l0 l0
∆l
F
True stress σ’=
真应力 A
F
Typical stress-strain curve
Y: yield point 屈服点
σy: yield strength 屈服强度σ
ε: elongation at yield 屈服伸长率
y σb Y B
σy
B: break point 断裂点 Y’ B’
σb: break strength 断裂强度
εy: elongation at break 断裂伸长率
Tensile strength 拉伸强度
σ t = I(σ y ,σ b ) α
Young's Modulus 杨氏模量 0
εy εb ε
E = tanα
Fracture energy 断裂能: OYB面积
Molecular motion during
tensile test 拉伸过程中高分子链的运动
I Elastic deformation
普弹形变
键长键角运动,可回复σ
II Forced rubber-like Y B
deformation
强迫高弹形变
链段沿外力方向取向 I II III
加热至Tg以上可恢复
III Viscous flow
粘流形变
整链相互滑移或断链 0
εy εb ε
不可回复
Types of stress-strain curve
应力-应变曲线的类型
序号 1 2 3 4 5
类型硬而脆硬而强强而韧软而韧软而弱
曲线
模量高高高低低
拉伸强度中高高中低
断裂伸长率小中大很大中
断裂能小中大大小
PS 硬PVC PC 硫化橡胶未硫化橡胶
实例 PMMA ABS
软
酚醛树脂 AS HDPE PVC 齐聚物
软~硬:模量强~弱:拉伸强度韧~脆:断裂能
True stress-strain curve
真应力-应变曲线
True stress
真应力
F
σ′=
A
σ
无体积变化
且均匀变形
σ′
A0l0 A0
A = = σ y
l 1+ εσ
F()1+ ε 0
σ′= = σ()1+ εε
A0
Considère drawing Considère作图法
How to find yield point in true stress-strain curve?
dσ
= 0 屈服点定义σ
dε
σ′
σ= σ′
1+ ε
σ y
1 ⎡ dσ′⎤σ
()1+ ε−σ′= 0
()1+ ε 2 ⎣⎢ dε⎦⎥
−1 0 ε
dσ′σ′在真应力-应变图上从横坐标点ε= −1
= 向曲线上作切线,其切点就是屈服点,
dε 1+ ε
对应的真应力就是屈服真应力。
Three types of true stress-strain curve
三种真应力-应变曲线
σ′σ′σ′
A B
00ε−1 ε−1 0ε
1. 从横坐标点不能向曲线上作切线,这种聚合物拉伸时随负荷增大而均
匀伸长,但不能成颈。
2. 从横坐标点可向曲线上作一条切线,切点即为屈服点,聚合物拉伸时
随负荷增大而均匀伸长,到切点时成颈,随后细颈逐渐变细,负荷下
降直至断