[工學(xué)]第七章 高聚物力學(xué)性能測試-預(yù)覽頁
【正文】 g、 Tf， ? 儀器：溫度－形變儀 ? 自動(dòng)溫度 形變儀由主體爐、溫度控制和測量系統(tǒng)、以及形變測量系統(tǒng)三個(gè)部分組成。升溫速度快， Tg、 Tf也會(huì)高些，應(yīng)力大， Tf會(huì)降低，高彈態(tài)會(huì)不明顯。 ? 4為無定型聚合物，其中 PS鏈柔順性差，Tg、 Tf很接近，即高彈態(tài)很窄，而 PIB柔順性較好，高彈態(tài)平臺(tái)很寬， PVC介于兩者之間。粘彈性是高分子材料的一個(gè)重要的特性。 — 蠕變（ creep）和應(yīng)力松弛（ stress relaxation） ? 高聚物的松弛過程直接影響高聚物材料尺寸穩(wěn)定性； ? 但高聚物材料成型加工過程中也需要通過松弛過程將各種應(yīng)力松弛掉，防止應(yīng)力集中而影響使用。 ? 不同點(diǎn)：運(yùn)動(dòng)條件不同。 1?受力形變 ε 維持 ε 不變 應(yīng)力松弛 ④ 影響蠕變和應(yīng)力松弛的因素 ? （內(nèi)因）：一切增加分子間作用力的因素都有利于減少蠕變和應(yīng)力松弛，如增加相對分子質(zhì)量，交聯(lián)，結(jié)晶，取向，引入剛性基團(tuán)，添加填料等。主要討論滯后（ retardation）和力學(xué)損耗（內(nèi)耗， internal friction）兩種現(xiàn)象。 δ越大，說明鏈段運(yùn)動(dòng)越困難，愈是跟不上外力的變化。 (1)內(nèi)耗 ? 分析：在交變應(yīng)力作用下，聚合物在一次拉伸－回縮過程中的應(yīng)力－應(yīng)變曲線如下： ? 發(fā)生滯后時(shí)，拉伸曲線上應(yīng)變達(dá)不到與其應(yīng)力相對應(yīng)的平衡應(yīng)變值，而回縮時(shí)，情況正好相反，回縮曲線上應(yīng)變大于與其對應(yīng)的平衡值。意義：高聚物在作為橡膠輪胎使用時(shí)，要求內(nèi)耗越小越好；相反在作為減震吸音等材料使用時(shí)，要求內(nèi)耗要大一些才好。 （ 2）模量與內(nèi)耗的關(guān)系 若 0 si n t? ? ? ?由于應(yīng)力比應(yīng)變領(lǐng)先一個(gè)相位角 δ ，則 ? ? ? ?0 0 0s i n s i n c o s c o s s i nt t t t? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?ζ0sinωtcosδ與 ε同相位，幅值為 ζ0cosδ，是彈性形變的動(dòng)力 ； ζ0cosωtsinδ與 ε的相差為 90176。 ? 復(fù)數(shù)模量 E*＝ E’＋ iE’’與頻率和溫度有關(guān)，當(dāng)固定溫度而考慮 E’ 和 E’’隨頻率變化的情況時(shí)，可以得到 E’ 和 E’’的頻率譜；而固定頻率，改變溫度時(shí)則得到溫度譜。 ? 在恒溫恒應(yīng)變條件下測定應(yīng)力隨時(shí)間的變化，利用模量比試樣大得多的彈簧片，通過其位置改變來測定拉伸時(shí)試樣的的應(yīng)力松弛。 ? 實(shí)驗(yàn)得到兩種力學(xué)譜圖，即溫度譜和頻率譜，溫度譜和頻率譜統(tǒng)稱為高聚物的力學(xué)圖譜。由于試樣內(nèi)部高分子的內(nèi)摩擦作用，振動(dòng)受到阻尼衰減，振幅隨時(shí)間增加而減小。 )4(1 222 ???? ?kpG 24kpIG ???? ?44GtgG ??? ? ?? ? ?? ? ? ?tg ??? ?當(dāng) Δ 很小時(shí)， 式中： P為正弦振動(dòng)的周期， I為轉(zhuǎn)動(dòng)慣量， k為常數(shù) ? 以合適的溫度間隔在不同溫度下進(jìn)行扭擺試驗(yàn)，可得到樣品的一系列的 G’和 tgδ值，用其分別對溫度作圖，即可得到該樣品的動(dòng)態(tài)力學(xué)譜。 換 能 器下 偏 光 片硅 光 電 池輸 出 信 號(hào)光 源 燈 泡樣 品 辮 子惰 性 纖 維 編 織 而 成啟 動(dòng) 裝 置由可測的周期 P和振幅 A ，由公式 1223l n l n . . .AAAA? ? ? ?計(jì)算 Δ 。 ③ 動(dòng)態(tài)粘彈譜（ Dynamic Viscoelastic Spectroscopy, DVES） ? 動(dòng)態(tài)粘彈譜是目前用于研究聚合物的熱－力學(xué)性能的幾種方法中應(yīng)用最廣泛的方法，自動(dòng)化程度高，靈敏度高。平移器和傳感器將接收到的應(yīng)變和應(yīng)力的變化信號(hào)同時(shí)輸送到信號(hào)放大器和計(jì)算機(jī)，經(jīng)放大的信號(hào)輸入記錄儀可繪制出模量－溫度、內(nèi)切角正切－溫度的關(guān)系曲線。前者，因?yàn)閮H發(fā)生不耗能的普彈性變，后者由于分子鏈段的自由運(yùn)動(dòng)程度加大，產(chǎn)生可逆的高彈形變，應(yīng)力和應(yīng)變相位差 δ很小。
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