【正文】 Berger) (McLeish) 20. Kramer EJ, Berger LL (1990) Adv Polym Sci 91/92:1 22. McLeish TCB, Plummer CJG, Donald AM (1989) Polymer 30:1651 1 / 2CD C p f~ ( )?? ?1 / 2 1 / 4 1 / 2 3 /4 1 / 2CD C p f e 0~ C M M M ??? ? ?1 /2 1 /4 1 /2 3 /4 1 /2CD C p f e~ C M M?? ? ?Chain Disentanglement Craze (CDC) Craze模型 ? ?1/yy n? ? ? ??craze經(jīng)由表面拉伸而形成， craze/本體界面層發(fā)生應變軟化，轉(zhuǎn)變?yōu)?(高度取向 ) 纖維與空洞的規(guī)整組合 B C PMMA Craze亮場 TEM照片 小角電子衍射譜 理想化 craze結(jié)構(gòu) 應力 35 ?C/?l06s1 微纖直徑 纖維周期 Taylor半月模型 活化區(qū)形變?yōu)? 等價應力 等價應變速率 材料常數(shù) LL Berger, Macromolecules 1989, 22, 3162 Craze模型 Taylor半月不穩(wěn)定模型 應變軟化區(qū) 纖維周期與 craze表面能 ?及 crazing應力 Sc有關(guān) 分子內(nèi)化學鍵斷裂能項 纏結(jié)鏈段 (分子量 Me)均方根末端距 鍵能 活化區(qū)厚度 yg~ ( )TT? ?1/2ee~rv vh=constant 范德華表面能 Craze臨界應力 （ Kramer） 1c0 8 SD ??bes 41 Urv??? ?纏結(jié)密度 2/1yc )/(~ hS ??2/1y0 )/(~ ?hD ?4/1e2/1c on s t a nt0 ~)(g vhD TT ??g1 / 40 c o n sta n t e( ) ~TTDv??Craze模型 Craze表面能 TTg?75oC 等體積假設 LL Berger, Macromolecules 1989, 22, 3162 4/1ec on s t a n t0 ~)(g vD TT ?? 1 / 4e2/1c r a z e0 )( DvDD ?? ?2/1eN e t ~~ ?v??g1 / 2c o n st a n t e( ) ~TTDv??T=Tg75K Craze模型 微纖拉伸比 craze動力學 初始應力強度因子 ? ?21I cK ???半裂紋長度 初始應力強度因子越大， craze生長越快 craze長度 R ?????????2cs2I8 ?? KRntE ?? 0ycs ??假定 ntEKR 2202y2I8 ???????????craze表面應力 給定 KI值下的銀紋生長動力學 2tantan ?? n?指數(shù) n與分子松弛有關(guān) Williams JG, Marshall N, Proc R Soc 1975, A342, 55 PMMA 橡膠改性 PS PC 銀紋化速率的溫度依賴性 3 . 4 3 . 73 . 63 . 51 /T (10 3K 1)log (microshearband speed / cm s1) 2 3 4 5 6log (microshearband speed / cm s1)270 kJ mol1 銀紋化速率隨溫度的變化符合 Eyring活化關(guān)系 銀紋的擴展，取決于銀紋尖端處高分子的塑性應變速率 PS/壓縮應力 90MPa 本體屈服活化能 251 kJ mol1 Kramer EJ, J Polym Sci Polym Phys Ed, 1975, 13, 509 craze動力學 log (craze interface velocity/ cm?s1) 銀紋區(qū)拉伸比與銀紋化速率有關(guān)，隨速率增大而下降 90?C產(chǎn)生 ?=、 75?C產(chǎn)生 ?=，所對應的銀紋化速率取決于PS分子量 ?= 39萬 300萬 ?= ? = ? = slope=177。 shear band (gliding amp。29: 2674. 界面反應：共混物形態(tài)控制 30% 酸酐終端 PI / PS 47%胺終端 PS 10%胺終端 PS 15%胺終端 PS 0%胺終端 PS 界面反應：界面轉(zhuǎn)化率 PMMA12anh / 末端功能化高分子 PSNH2 PBNH2 PEENH2 PDMS(NH2)2 Jones TD, Schulze JS, Macosko CW, Lodge TP. Macromolecules 2022。? Yielding ? Crazing ? Cracking 第六章 高分子玻璃的力學行為 Structure and Property of Polymer 高分子結(jié)構(gòu)與性能 Mechanical Behaviors of Amorphous Polymer 1. 線性彈性區(qū) 2. Subyielding 變形帶 3. 屈服 yielding 4. 應變軟化 5. 成頸 6. 冷拉 非頸區(qū) (未變形部分 )向頸區(qū)(變形部分 )連續(xù)轉(zhuǎn)化 7. 試樣全體拉伸 應變硬化 8. 破壞 高分子玻璃變形的一般描述 變形帶 PS 引發(fā)變形帶的臨界應力與溫度有關(guān)，而與應變速率無關(guān) AS Argon, RD Andeews, JA Godrick, W Whitney, J Appl Phys 39, 1968, 1899 P. B. Bowdon, Philos Mag, 22, 455 (1970) ?一般為剪 切帶 ， 是韌性高分子玻璃形變中出現(xiàn)的 、 與應力方向成約 45?傾角的 剪切滑移變形帶 ?剪切帶厚度約 1?m， 內(nèi)部高分子鏈沿外力方向取向 ?剪切帶內(nèi)部沒有空隙 ， 形變過程沒有明顯體積變化 ?剪切帶的產(chǎn)生與發(fā)展吸收了大量能量 變形帶 DB/SB 剪切帶 局域化變形帶：內(nèi)含一系列 微變形帶 ；微變形帶內(nèi)分子鏈變形程度較大、變形均一 彌散變形帶：尺寸較大；分子鏈變形沿長度、寬度方向呈現(xiàn)梯度變化 變形帶生長的唯一機理是 剪切屈服 ，不發(fā)生斷鏈或解纏結(jié) Donald AM, Kramer EJ (1981) J Mater Sci 16:2967 變形帶 a 原始樣品 b just after load maximum, stage II cd stage III e stage IV f initiation of a crack at the lower end of the specimen PC簡單剪切 JOURNAL OF MATERIALS SCIENCE 20 (1985) 34623478 Plastic banding in glassy polycarbonate under plane simple shear. C. G39。 NePVP=255 ?* ? * e P V PP V P NN ? 鏈拔出 共聚物中的 dPS全部在 PS側(cè) J Wanhiymnn EJ Kramar, CYHui, Macromolecules , 2928 粘 接 斷裂韌性 共聚物中的 dPS大部分在 PVP側(cè) ???* 銀紋化 銀紋 本體界面應力 =常數(shù) 銀紋長度 裂紋尖端應力 g 銀紋應力強度因子 k 銀紋最大寬度 )1( 10 ??? ?vv銀紋寬度取決于局部拉伸比 ? 高分子斷裂韌性 )1( 10c ???? ?SvSvG與裂紋尖端應力強度因子 k1有關(guān) vWEEkg ?? ?? 2/1||21 )/(垂直于微纖方向的模量 銀紋彈性能密度 = ||2 2/ ES1 / 4 1 / 21 ||( / ) ( / 2)k E E v S??H R Brown, Macromolecules 1991,24, 2752 粘 接 裂紋末端銀紋化 2/11f )( Dk ??? ?裂紋尖端微纖所受最大應力 4/1||2/1f )/()2/( EEDvS ?? ???SvEEk 2/14/1||1 )2/()/( ??)1( 10 ??? ?vv )1( 10c ???? ?SvSvG)1()/)(/2( 12/1||22fc ?? ?? ???? EESDG?? sf f??微纖斷裂力 ~高分子斷裂力 ?微纖內(nèi)纏結(jié)鏈的面密度 2 1 / 2 1c s ||2( 2 / ) ( / ) /( 1 ) ~G Σ f D S E E Σ S?? ????微纖直徑 1 .9 0 .2c ~G Σ ?PS、 PPO粘接強度 PS、 PPO間