高分子概論聚合物的力學(xué)性能-資料下載頁
2024-10-16 06:22本頁面
【正文】 量很大； （ ii） 形變需要時間：形變隨時間而發(fā)展直至最大形變； （ iii） 橡膠受拉伸會發(fā)熱。 （ 2）高彈性的本質(zhì) 高彈性是由熵變引起的，在外力作用下，橡膠分子鏈由卷曲狀態(tài)變?yōu)樯煺範顟B(tài)，熵減小，當外力移去后，由于熱運動，分子鏈自發(fā)地趨向熵增大的狀態(tài)，分子鏈由伸展再回復(fù)卷曲狀態(tài)，因而形變可逆。 第十二節(jié) 聚合物的力學(xué)松弛 粘彈性 理想彈性體（如彈簧）在外力作用下平衡形變瞬間達到，與時間無關(guān)；理想粘性流體（如水）在外力作用下形變隨時間線性發(fā)展。 聚合物的形變與時間有關(guān)，但不成線性關(guān)系，兩者的關(guān)系介乎理想彈性體和理想粘性體之間，聚合物的這種性能稱為 粘彈性 。 聚合物的力學(xué)性能隨時間的變化統(tǒng)稱為 力學(xué)松弛 。最基本的力學(xué)松弛現(xiàn)象包括蠕變、應(yīng)力松弛、滯后和力學(xué)損耗等。這里主要介紹蠕變和應(yīng)力松弛。 （ 1）蠕變 在恒溫下施加較小的恒定外力時，材料的形變隨時間而逐漸增大的力學(xué)松弛現(xiàn)象。如掛東西的塑料繩慢慢變長。 蠕變過程包括三種形變： e1 t1 t2 t 普彈形變示意圖 （ i） 普彈形變 （ e1）： 聚合物受力時，瞬時發(fā)生的高分子鏈的鍵長、鍵角變化引起的形變，形變量較小，服從虎克定律，當外力除去時，普彈形變立刻完全回復(fù)。如右圖： （ ii） 高彈形變 （ e2）： 聚合物受力時，高分子鏈通過鏈段運動產(chǎn)生的形變，形變量比普彈形變大得多，但不是瞬間完成，形變與時間相關(guān)。當外力除去后，高彈形變逐漸回復(fù)。如下圖： e2 t1 t2 t 高彈形變示意圖 （ iii）粘性流動 （ e3）： 受力時發(fā)生分子鏈的相對位移，外力除去后粘性流動不能回復(fù)，是不可逆形變。如下圖： e3 t1 t2 t 粘性流動示意圖 當聚合物受力時，以上三種形變是同時發(fā)生的，其綜合結(jié)果如下圖： e1 e2+e3 e1 e2 e3 t2 t1 t e （ 2）應(yīng)力松弛 應(yīng)力松弛是指在恒定溫度和形變保持不變的情況下，聚合物內(nèi)部的應(yīng)力歲時間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。如用塑料繩綁捆東西，時間久了會變松。這是由于當聚合物被拉長時，高分子構(gòu)象處于不平衡狀態(tài)，它會通過鏈段沿外力方向的運動來減少或消除內(nèi)部應(yīng)力，以逐漸過度到平衡態(tài)構(gòu)象。
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