高分子物理課件第八章高彈性-wenkub
2023-01-23 13:41:26 本頁面
【正文】 4 5 Stress ? MPa Strain ? 小拉伸比時小負偏差 大拉伸比時大正偏差 NR A 實驗曲線 狀態(tài)方程 與實驗數(shù)據(jù)的比較 高彈態(tài)高聚物的力學(xué)性質(zhì) 一、橡膠的使用溫度范圍（ Tg－ Td） ? 橡膠在國民經(jīng)濟和人民生活中非常重要 ? 橡膠目前需要解決的問題，擴大使用溫度范圍，即提高耐熱性和抗老化性能，提高耐寒性 改善高溫耐老化性能，提高耐熱性 高溫下會發(fā)生臭氧龜裂，提高耐熱性要從分子結(jié)構(gòu)入手 A、改變橡膠的主鏈結(jié)構(gòu) 減少主鏈中雙鍵 主鏈含硅原子和含氧原子的聚醚耐熱性好 Si－ O， 200度以上可以長期使用 B、改變?nèi)〈Y(jié)構(gòu) 帶有供電基團的基團容易氧化 帶有吸電子基團的難氧化 C、改變交聯(lián)鏈的結(jié)構(gòu) 交聯(lián)鏈含硫少的鍵能較大， C－ C或 C－ O鍵能大 降低 Tg，避免結(jié)晶，改善耐寒性 Tg是橡膠使用的最低溫度降低 Tg的方法都可以提高耐寒性 （ 1）加入增塑劑：消弱分子間作用力 （ 2）共聚 （ 3）降低聚合物結(jié)晶能力 注意：照顧到強度 高彈性的特點 ? 1 彈性形變大，具可逆性 ? 2 彈性模量小，且隨溫度升高而增大 溫度升高分子鏈熱運動劇烈，回縮力大 ? 3 形變時有明顯的熱效應(yīng) 分子間內(nèi)摩擦、拉伸時分子排列規(guī)整發(fā)生結(jié)晶，放熱 ? 4 高彈形變有時間依賴性 力學(xué)松弛特性 。 2 2 212 ( 3 )e l x y zF Nk T ? ? ?? ? ? ? ?仿射網(wǎng)絡(luò)模型的彈性自由能 單軸拉伸，假定在 x方向拉伸， λ 1＝ λ， λ2＝ λ3， 拉伸時體積不變 λ1 λ2 λ3＝ 1， λ2 ＝ λ3＝（ 1/ λ)1/2 2122( 3 )elF N k T ? ?? ? ? ?鏈構(gòu)象的分布函數(shù) 一條鏈的彈性自由能 N個鏈的彈性自由能 x Y Z ???????????????????????0222/302 23ex p23)(hhhx?202* )2/3()( hhkTTFF el ???)1(23)(2302202202?????hhN k thhhkTF el? 根據(jù)自由能的定義，恒溫過程，體系自由能的減少，等于對外做的功。 2 兩交聯(lián)點間的鏈為 Gaussian鏈，末端距符合高斯分布。 也就是說，橡皮由拉伸態(tài)恢復(fù)到原來狀態(tài)是 熵增過程（自發(fā)過程） ，也就 解釋了高彈形變?yōu)槭裁词强苫貜?fù)的 。兩種彈性： 能彈性： 以降低能量為驅(qū)動力的彈性 熵彈性： 以熵增為驅(qū)動力的彈性 另一種熵彈性 氣體分子 自
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