流變學(xué)前三章ppt課件(更新版)
【正文】 面的面積為 A/cos? t?＝ txcos?＝ ( f/A ) cos? t?分解為： t?的法向分量； t?的剪切分量 tn＝ txcos2? ts＝ txcos?sin? 均質(zhì)性和各向同性 （ Homogeneousness and isotropy） 均質(zhì)： 材料的性質(zhì)是均勻的，即其性質(zhì)與試樣采取的部位無關(guān)，反之則是非均質(zhì)的 各向同性： 如果材料的性質(zhì)與方向無關(guān) 兩種性質(zhì)取決于實(shí)驗(yàn)的規(guī)模與實(shí)驗(yàn)的分析測(cè)試技術(shù) 第三章 線性彈性 虎克定律與彈性常數(shù) 虎克定律 : 應(yīng)力 ?與應(yīng)變 ?之間存在線性關(guān)系 ?=c? 彈性常數(shù) 線性彈性（ Linear elasticity）也稱為虎克彈性 拉伸或單軸壓縮（ Extension and uniaxial expansion） 拉伸實(shí)驗(yàn)中，材料在受拉應(yīng)力 ?作用下產(chǎn)生長度方向的應(yīng)變 ?，根據(jù)虎克定律： ?=E? E表示材料的剛性。聚合物流變學(xué)系研究聚合物及其熔體的變形和流動(dòng)特性。聚合物溶液和熔體的流動(dòng)則可呈現(xiàn)線性粘性、非線性粘性、塑性、觸變性等 (2)高彈性 ?聚合物特有的流變行為 (3)時(shí)間依賴性 ?聚合物的變形或流動(dòng)具有較強(qiáng)的時(shí)間依賴性，同一聚合物在短時(shí)間應(yīng)力作用下呈現(xiàn)彈性變形，而在較長時(shí)間作用下呈現(xiàn)粘性變形 聚合物流變學(xué)的應(yīng)用 聚合物廣泛應(yīng)用于塑料、橡膠、纖維、薄膜和涂料等。 所加應(yīng)力用壓力 P來表示 ， 則 各向同性壓縮 （ isotropic pression） P＝－ K△ V/V0 K為彈性常數(shù)，稱為 體積模量 （ Bulk modulus） B＝ 1/K △ V/V0=－ BP B為體積柔量（Bulk pliance） 由于 △ V/V＝ 3?， 故 P＝ － 3K? 簡單剪切實(shí)驗(yàn) （ Simple shear） ?＝ G? G為彈性常數(shù)，稱為 剪切模量 （ Shear modulus） J＝ 1/G ?＝ J? J稱為剪切柔量 （ Shear pliance） 線性彈性變形的特點(diǎn) （ 1） 變形小 （ 2）變形無時(shí)間依賴性 （ 3）變形在外力移除后完全回復(fù) （ 4）無能量損失（線性彈性稱為能彈性 ） （ 5） 應(yīng)力與應(yīng)變成線性關(guān)系 ?=E? 涉及聚合物分子中化學(xué)鍵的拉伸、鍵角變化和鍵旋轉(zhuǎn)，不涉及鏈段的運(yùn)動(dòng)或整個(gè)分子鏈的位移 后面講到的非線性彈性為熵彈性 圖 彈性常數(shù)之間的關(guān)系 E， G， K和 ?彈性常數(shù)不是相互獨(dú)立的 ， 而是相互有一定的關(guān)系 。 一般說 ， 結(jié)晶度愈高 ， K愈大 。首先，如果試樣的長度比其直徑大得多，由于兩端形狀不正規(guī)而造成的誤差可大大減少。 聚合物微晶的彈性模量的測(cè)定 應(yīng)力的方向與 鏈的方向一致 形變是由于鍵的拉直產(chǎn)生 抗拉彈性模 量 (El)較高 應(yīng)力的方向與 鏈的方向垂直 形變是分子鏈之間距離拉長產(chǎn)生 抗拉彈性模 量 (E2)較低 X射線法進(jìn)行 E1的測(cè)定，在高度定向的纖維上加上應(yīng)力，從試樣在加應(yīng)力前后的 X射線衍射圖上他們測(cè)得晶格尺寸的變化，從面再根據(jù)一些假設(shè)，計(jì)算出 E1 一般， E1大約是 3 105MPa； E2則在 2 103～ 7 103MPa范圍內(nèi)，可以推測(cè)，分子間力愈大， E2愈高 圖 聚合物內(nèi)聚能（ Cohesive energy density）與 E2的關(guān)系 結(jié)晶聚合物的彈性模量 （ 1）與結(jié)晶度的關(guān)系 E隨結(jié)晶度增大而升高 ，但是 不同的聚合物， E對(duì)結(jié)晶度的依賴關(guān)系是不同的 ；有的聚合物 結(jié)晶度達(dá) 21％， E增加了約 100倍 ； 有的聚合物結(jié)晶度為 21％時(shí)， E只升高 10倍 （ 2）溫度依賴性 圖 聚乙烯的的 G， K， ? 的溫度依賴性 K的變化不大，與前面所講一致 G從 3 103MPa降為 3 102MPa，減少 10倍 ， 結(jié)晶聚合物的性狀在這一點(diǎn)上與高度交聯(lián)的無定形聚合物類似
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