文档介绍：第8章 聚合物的屈服与断裂
The yielding and fracture of polymers
The tensile stress-strain curves 应力-应变曲线
Instron Tensile Testor 电子拉力机
Material testing machine 材料试验机
玻璃态聚合物在不同温度下的应力-应变曲线
A
Y
B
Yielding point 屈服点
Point of elastic limit 弹性极限点
Breaking point 断裂点
Strain softening 应变软化
Cold drawing 冷拉
Strain hardening 应变硬化
典型非晶态聚合物的拉伸应力-应变曲线
你能解释吗?
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形变过程
s
e
从应力—应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息
聚合物的屈服强度
聚合物的杨氏模量
聚合物的断裂强度
聚合物的断裂伸长率
聚合物的断裂韧性
聚合物的断裂行为
脆性断裂 brittle fracture
韧性断裂 ductile fracture
s
e
各种情况下的应力-应变曲线
(a) 不同温度
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
脆性断裂
韧性断裂
无屈服
屈服后断裂
Results
T
T
(b) 不同的拉伸速率
Strain rate
拉伸速率
拉伸速率
Example: PMMA
a: 脆性材料
c: 韧性材料
d: 橡胶
b: 半脆性材料
酚醛或环氧树脂
PP, PE, PC
PS, PMMA
Nature rubber, PIB
(c) 不同的化学结构
(d) Crystallization 结晶
与非晶态聚合物的拉伸机理相同吗?
玻璃态聚合物与结晶聚合物的拉伸比较
相似之处:两种拉伸过程均经历弹性变形、屈服、发展大形变以及应变硬化等阶段,其中大形变在室温时都不能自发回复,而加热后则产生回复,故本质上两种拉伸过程造成的大形变都是高弹形变。该现象通常称为“冷拉”。
区别:(1)产生冷拉的温度范围不同,玻璃态聚合物的冷拉温度区间是Tb到Tg,而结晶聚合物则为Tg至Tm;
(2)玻璃态聚合物在冷拉过程中聚集态结构的变化比晶态聚合物简单得多,它只发生分子链的取向,并不发生相变,而后者尚包含有结晶的破坏,取向和再结晶等过程。