工程材料第4章-4塑料和橡膠(已修改)
2025-01-06 14:57 本頁面
【正文】 ? 塑料和橡膠是以高分子聚合物為基礎添加各種助劑而成的混合物體系，在常溫下有固定的形狀和強度，在高溫下具有可塑性的高分子材料。 ? 塑料和橡膠的區(qū)別是塑料在常溫下處于玻璃態(tài)，強度較高；橡膠在常溫下處于高彈態(tài)，彈性較大。 塑料 ? 根據塑料的用途，可以分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三大類。 ? 大多數塑料都能在加熱時反復地塑化，稱之為熱塑性塑料。另外有一些塑料，它們只能在第一次加工時塑化，做成固定的形狀。以后再把它加熱，形狀不再發(fā)生變化，這類塑料稱為熱固性塑料。熱固性塑料由于其內部高分子的交聯結構使本身的機械強度和耐熱性都較熱塑性塑料好。 ? 高聚物的模量和強度 ? 與金屬材料相比，高聚物的模量和強度要低得多，其最大可能的斷裂伸長率又比金屬高得多。高聚物的彈性模量范圍為 7～ 35GPa，金屬材料的模量范圍為 48～ 410GPa；高聚物的最大強度為240MPa，而金屬材料中某些合金的強度可達3000MPa；高彈態(tài)高聚物的斷裂伸長率可達到1000％，而金屬塑性變形中最大的斷裂伸長率不超過 100％。 粘彈性 ? 理想的彈性固體材料受力時產生的彈性變形與時間無關。即變形與外力是同步的。而塑料受力時產生的彈性變形流變是隨時間而發(fā)展的。 ? 表現為：蠕變和應力松馳 蠕變 ? 是在恒定應力作用下變形隨時間而增加的現象。例如架空的聚氯乙烯電線套管的緩慢變彎 應力松馳 ? 是高聚物產生一定形變后，在保持變形量不變條件下，應力隨時間發(fā)展而逐漸衰減的現象。例如，連接管道的法蘭盤的密封墊片 (硬橡膠制品 )經一定時間后，由于應力松馳而產生泄漏。對線型分子鏈經足夠長時間后，應力可降為零。 力學損耗 ?輪胎在高速行使相當長時間后，立即檢查內層溫度，為什么達到燙手的程度？ ?高聚物受到交變力作用時會產生滯后現象，上一次受到外力后發(fā)生形變在外力去除后還來不及恢復，下一次應力又施加了，以致總有部分彈性儲能沒有釋放出來。這樣不斷循環(huán)，那些未釋放的彈性儲能都被消耗在體系的自摩擦上，并轉化成熱量放出。 ? 這種由于力學滯后而使機械功轉換成熱的現象，稱為 力學損耗或內耗 。 ? 以應力～應變關系作圖時，所得的曲線在施加幾次交變應力后就封閉成環(huán)，稱為滯后環(huán)或滯后圈，此圈越大，力學損耗越大 回縮曲線 拉伸曲線 ?? 高聚物的屈服 大多數高聚物有屈服現象，最明顯的屈服現 象是拉伸中出現的 細頸現象 。它是獨特的力 學行為。并不是所有的高聚物材料都表現出 屈服過程，這是由于溫度和時間對高聚物的 性能的影響往往掩蓋了屈服行為的普遍性， 有的高聚物出現細頸和冷拉，而有的高聚物 脆性易斷。 (1)屈服應變大 ：高聚物的屈服應變比 金屬大得多，金屬 ，高聚物 （例如 PMMA的切變屈服為 ，壓縮屈服為 ） (2)屈服過程有應變軟化現象 ：許多高 聚物在過屈服點后均有一個應力不太 大的下降，叫應變軟化，這時應變增 大，應力反而下降。 (3)屈服應力依賴應變速率 ：應變速率增大，屈服應力增大。 應變速率對 PMMA真應力應變曲線的影響 應變速率增大 1 2 3 4 1—— 真應變 4—— /分 3—— /分 2—— /分 真應力 (4)屈服應力依賴于溫度： 溫度升高，屈服應力下降。在溫度達到 時，屈服應力等于 0 gT溫度對醋酸纖維素應力～應變曲線的影響 應力 應變 80℃ 65℃ 50℃ 25℃ 0℃ － 25℃ 高聚物的沖擊韌性 ? 各類高聚物的沖擊韌性相差很大。未改性的聚苯乙烯，有機玻璃等脆性高聚物的沖擊韌性大都小于 0. 25J/cm2，聚碳酸酯等韌性高聚物的值大于。 ? 提高沖擊韌性有兩條途徑。一是將高聚物和增強纖維復合，提高強度。二是將塑料和橡膠共混，增加斷裂伸展率。兩種方法都可以使材料在受沖擊載荷時吸收更多的能量。經過改性的高聚物其沖擊韌性可達 8 J/cm2。 聚乙烯（ PE） ? 聚乙烯是發(fā)展最為迅速，產量最大的一種塑料品種。 ? 按照聚合反應的壓力，可分為高壓法和低壓法。 ? 高壓法制成的聚乙烯。由于產品的密度較小，僅－ ，因此被稱為低密度聚乙烯（ LDPE）。用低壓法生產的聚乙烯密度高，達～ ，故稱為高密度聚乙烯（ HDPE）。 HDPE是不透明的白色粉末，力學性能是所有 PE產品中最好的。熔點也高于 LDPE。
法律信息相關推薦
鄂ICP備17016276號-1