文档介绍：第第 14 14 章章动态力学分析动态力学分析 DMA DMA 基本概念基本概念实验技术实验技术应用应用 1. ??研究材料在交变应力下的响应。研究材料在交变应力下的响应。??周期性的外力引起试样周期性的形变,其周期性的外力引起试样周期性的形变,其中一部分以位能的形式贮存在试样中,没中一部分以位能的形式贮存在试样中,没有损耗。另一部分所做功,在形变时以热有损耗。另一部分所做功,在形变时以热的形式消耗掉。的形式消耗掉。??ΔΔ= =tan tan δδ=E =E ””/E /E’’?? E E’’---- ---- 贮能模量,表示材料弹性大小; 贮能模量,表示材料弹性大小; ?? E E””---- ---- 耗能模量,表示材料黏性大小。耗能模量,表示材料黏性大小。 1. ??应力应力( (σσ) )与应变与应变( (εε) )关系曲线的斜率为材料关系曲线的斜率为材料的模量。对拉伸或弯曲试验,为杨氏模量的模量。对拉伸或弯曲试验,为杨氏模量( (σσ) );对剪切试验,为剪切模量;对剪切试验,为剪切模量( (G G) )。。 1. ,材料性能变化较大( E”、 tan δδ),反映分子链段开始运动,主要是无定形区的运动所引起的。 1. ??以下依次为以下依次为ββ转变、转变、 y y转变、转变、δδ转变等。较重要的转变等。较重要的次级转变是次级转变是ββ转变,常对应于侧链转变,常对应于侧链( (侧基侧基) )、端基、、端基、键角以及链段的曲柄运动。键角以及链段的曲柄运动。??这部分转变对模量的影响较小,但这部分转变对模量的影响较小,但 y y转变、转变、δδ转变转变对材料在低温下的韧性影响较大。对材料在低温下的韧性影响较大。??ββ转变不像玻璃化转变那样有频率依赖性。因为转变不像玻璃化转变那样有频率依赖性。因为这些链段的运动不像主链那样受频率的影响。这些链段的运动不像主链那样受频率的影响。恒定温度不同频率材料的响应恒定温度不同频率材料的响应一定温度下,分子链段都有自己的最可几频率一定温度下,分子链段都有自己的最可几频率ωω。。??对应最可几松弛时间对应最可几松弛时间ττ。,当外力的作用。,当外力的作用ωω》》ωω。,对于链段来说来不及做出相应的运动,这。,对于链段来说来不及做出相应的运动,这时链段表现出来较强的刚性即玻璃态。时链段表现出来较强的刚性即玻璃态。??当当ωω《《ωω。链段能够发生重排,材料表现为高弹。链段能够发生重排,材料表现为高弹性, 性, E E““较小较小??ωω= =ωω。。时链段从不自由变为自由,此时链段摩时链段从不自由变为自由,此时链段摩擦力较大、擦力较大、 E E““较大、较大、 tan δδ达到最大,对应着达到最大,对应着材料的玻璃化转变温度。材料的玻璃化转变温度。频率对温度谱的影响频率对温度谱的影响??采用不同频率去测材料的温度谱, 采用不同频率去测材料的温度谱, tan δδ是不一样的。是不一样的。αα转变对应着转变对应着ωω= =ωω。。, , 当频率增大时,发生玻璃化转变时,材料当频率增大时,发生玻璃化转变时,材料的的ωω。应相应的增大,而只有温度增大。应相应的增大,而只有温度增大时, 时, ωω。增大。当频率增大。增大。当频率增大 10 10 倍时,相应倍时,相应的转变温度在温度谱上上移的转变温度在温度谱上上移 7-10 7-10 ℃℃,如果,如果频率变化三个数量级,温度谱上位移频率变化三个数量级,温度谱上位移 21- 21- 30 30 ℃℃。。时温等效性原则时温等效性原则??粘弹性材料的流变行粘弹性材料的流变行为存在为存在时温等效原时温等效原则则,即材料在低温下,即材料在低温下的行为相当于高频的行为相当于高频( (相相当于短时间当于短时间) )下的行下的行为;而材料在高温下为;而材料在高温下的行为像低频的行为像低频( (相当于相当于长时间长时间) )下的行为。下的行为。