高分子物理第六章ppt課件(已修改)
2025-05-19 12:07 本頁(yè)面
【正文】 1 第六章 橡膠彈性 吳江渝 2 通過(guò)本章的學(xué)習(xí)，理解和掌握橡膠彈性產(chǎn)生的原因、條件及特點(diǎn)，建立和使用橡膠狀態(tài)方程 ,指導(dǎo)橡膠的使用和加工。 （ 1）橡膠彈性的特點(diǎn)；（ 2）橡膠狀態(tài)方程。 教學(xué)內(nèi)容： 重點(diǎn)及要求： 掌握橡膠彈性的特點(diǎn)、本質(zhì)及在受力狀態(tài)下的應(yīng)力、應(yīng)變、溫度和分子結(jié)構(gòu)之間相互關(guān)系。 教學(xué)目的： 3 ?前言 橡膠 聚合物力學(xué)性能的特點(diǎn) 橡膠的交聯(lián) 橡膠高彈性的特點(diǎn) 4 Rubber products 一、橡膠 5 What is rubber? Nature rubberPI Synthesize rubber C H 2 C C H C H 3 nC H 3?Polybutadiene ?Polyisobutylene ?Polychloroprene 6 The definition of rubber 施加外力時(shí)發(fā)生大的形變，外力除去后可以恢復(fù)的彈性材料 7 二、高聚物力學(xué)性能的特點(diǎn) 1．高聚物材料具有所有已知材料可變性范圍最寬的力學(xué)性質(zhì) PS制品很脆，一敲就碎（ 脆性 ） 尼龍制品很堅(jiān)韌，不易變形，也不易破碎（ 韌性 ） 輕度交聯(lián)的橡膠拉伸時(shí)，可伸長(zhǎng)好幾倍，力解除后基本恢復(fù)原狀（ 彈性 ） 膠泥變形后，卻完全保持新的形狀（ 粘性 ） 高聚物力學(xué)性質(zhì)的這種多樣性，為不同的應(yīng)用提供了廣闊的選擇余地 (包括從液體、軟橡皮到很硬的固體，各種高聚物對(duì)于機(jī)械應(yīng)力的反應(yīng)相差很大 ) 8 2, 高分子材料力學(xué)性能的最大特點(diǎn) 高彈性 黏彈性 9 （ 1）高聚物的高彈性 高聚物極大的分子量使得高分子鏈有許多不同的構(gòu)象，而構(gòu)象的改變導(dǎo)致高分子鏈有其特有的柔順性。 橡膠彈性是由熵變引起的，在外力作用下，橡膠分子鏈由卷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範(fàn)顟B(tài)，熵減小，當(dāng)外力移去后，由于熱運(yùn)動(dòng)，分子鏈自發(fā)地趨向熵增大的狀態(tài)，分子鏈由伸展再回復(fù)卷曲狀態(tài)，因而形變可逆。 本質(zhì) : 10 （ 2）高聚物的黏彈性 指高聚物材料不但具有彈性材料的一般特性，同時(shí)還具有粘性流體的一些特性。 彈性和粘性在高聚物材料身上同時(shí)呈現(xiàn)得特別明顯。 11 PB crosslinked Crosslinking is when individual polymer chains are linked together by covalent bonds to form one giant molecule. 三、橡膠的交聯(lián) 12 Molecular movements 具有橡膠彈性的條件 : 長(zhǎng)鏈 交聯(lián) 足夠柔性 13 形變量大 （ WHY？ 長(zhǎng)鏈 ,柔性 ） 形變可恢復(fù) （ WHY？ 動(dòng)力 : 熵增；結(jié)構(gòu) : 交聯(lián) ） 彈性模量小且隨溫度升高而增大 形變有熱效應(yīng) （ 在快速拉伸時(shí) （ 絕熱過(guò)程 ） ， 高聚物溫度上升；而金屬材料溫度下降；如果把橡膠薄片拉長(zhǎng) ， 把它貼在面頰上 ， 會(huì)感到橡皮在伸長(zhǎng)時(shí)發(fā)熱 ） 四、高彈性特點(diǎn) 14 形變類(lèi)型及描述力學(xué)行為的基本物理量 第 一 節(jié) 15 基本概念 應(yīng)變： 當(dāng)材料受到外力作用而所處的條件卻使其不能產(chǎn)生慣性位移，材料的幾何形狀和尺寸將發(fā)生變化，這種變化就稱(chēng)為 ~~ 應(yīng)力： 達(dá)到平衡態(tài)時(shí)，附加內(nèi)力和外力大小相等方向相反，單位面積上的附加內(nèi)力（外力）稱(chēng)為 ~~，單位 N/m2
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