[工學(xué)]第七章高聚物力學(xué)性能測(cè)試(參考版)
2024-10-16 14:18本頁(yè)面
【正文】 作業(yè)： ?、交聯(lián)聚合物、結(jié)晶聚合物的典型溫度－形變曲線，它們各有什么特點(diǎn)？ ?2. 名詞解釋?zhuān)毫W(xué)松弛、蠕變、應(yīng)力松弛、滯后、力學(xué)損耗 ?。在粘流態(tài)，分子產(chǎn)生相互滑移，因而內(nèi)耗急劇增加。 ? 在玻璃態(tài)和橡膠態(tài)，內(nèi)耗均較小。 平 移 器 振 蕩 器控 溫 箱傳 感 器2 1 2動(dòng) 態(tài) 粘 彈 譜 儀 示 意 圖 1 . 樣 品 ； 2 . 夾 具 3．測(cè)定結(jié)果示例 典型非晶態(tài)聚合物的溫度譜 典型非晶態(tài)聚合物的頻率譜 ? 在 Tg以下，聚合物模量約為 1010達(dá)因 /cm2，隨溫度 T變化不大，劇變開(kāi)始時(shí)，即為 Tg點(diǎn)。振蕩器將一定頻率的正弦變化的應(yīng)力作用于試樣，同時(shí)此應(yīng)變也反應(yīng)到平移器，試樣產(chǎn)生的應(yīng)力則由傳感器接收。 ? 動(dòng)態(tài)粘彈譜法是非共振強(qiáng)迫振動(dòng)法 。 ? 扭辮法只能獲得模量的相對(duì)值，因?yàn)闃悠肥歉皆谵p子上的。 ? 由 P可得到相對(duì)剛度 1/P2， ? 由 Δ和 1/P2可得模量的相對(duì)值。 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? 實(shí)驗(yàn)時(shí)，啟動(dòng)器使辮子扭轉(zhuǎn)一定的角度，它便自由扭動(dòng)起來(lái)，帶動(dòng)換能盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)使上、下偏振片間夾角周期性變化，從而使透射光強(qiáng)度發(fā)生變化，這種變化由光電池轉(zhuǎn)變成電信號(hào)后，由記錄儀記錄出與扭擺法衰減曲線相似的圖形。 ② 扭辮法 ? 20世紀(jì) 60年代發(fā)明，其原理和數(shù)據(jù)處理方法均與扭擺法類(lèi)似，扭辮法是在扭擺法基礎(chǔ)上發(fā)展出來(lái)的，同屬于自由衰減振動(dòng)。 1223l n l n . . .AAAA? ? ? ?由 Δ 和正弦振動(dòng)的周期 P可求得切變儲(chǔ)能模量 G’、損耗模量 G’’和內(nèi)耗角正切 tgδ。 ? 扭擺法中通常用更直接的參數(shù) “ 對(duì)數(shù)減量 Δ ”來(lái)表征力學(xué)損耗。當(dāng)由外力使慣性體扭轉(zhuǎn)一個(gè)角度時(shí)，試樣受到一扭轉(zhuǎn)變形，外力除去后，由于試樣的彈性回復(fù)力使慣性體開(kāi)始做扭轉(zhuǎn)自由振動(dòng)，因此這一裝置就稱(chēng)為扭擺。 ① 扭擺法 ? 測(cè)定聚合物的切變模量和對(duì)數(shù)減量。 試 樣爐 子彈 簧 片差 動(dòng) 變 壓 器拉 伸 桿固 定 拉 桿 的 螺 絲應(yīng) 力 松 弛 儀 示 意 圖?增長(zhǎng)型 停止型 穩(wěn)變型 t t/h 400 200 0 20 40 溫度： 30℃ 負(fù)荷： 蠕變線 % 回彈線 % 形變?yōu)? % % 蠕變曲線示意圖 天然橡膠的壓縮蠕變曲線和回彈 ?t 停止型 減小型 應(yīng)力松弛曲線示意圖 t 2. 動(dòng)態(tài)粘彈性的實(shí)驗(yàn)方法 類(lèi)型 測(cè)試方法例子 頻率范圍 自由衰減振動(dòng)法 受迫振動(dòng)共振法 受迫振動(dòng)非共振法 扭擺法，扭辮法(Torsion braid analysis, TBA) 振簧法 粘彈譜儀 (Rheovibron)、動(dòng)態(tài)熱機(jī)械分析法（ Dynamic thermomechanical analysis, DMTA或DMA） 聲波傳播法 ～ 10 Hz 50～ 50,000 Hz 103～ 102 Hz 105～ 107 Hz ? 所得信息： Tg、多重轉(zhuǎn)變、結(jié)晶性、交聯(lián)、相分離、聚集態(tài)等結(jié)構(gòu)與性能多方面的信息。試樣被拉桿拉長(zhǎng)時(shí)，彈簧片向下彎曲，試樣發(fā)生應(yīng)力松弛時(shí)，彈簧片又逐漸回復(fù)原狀。測(cè)量一個(gè)溫度的蠕變曲線約需 20 h。 E* 二、粘彈性的實(shí)驗(yàn)方法 ? 靜態(tài)黏彈性的實(shí)驗(yàn)方法主要由兩種：高溫蠕變儀和應(yīng)力松弛儀。 的應(yīng)力與應(yīng)變的比值，即 c o sE ???? ? ??s i nE ????? ? ??? ? 00s i n c o st E t E t? ? ? ? ? ? ? ? ?則 因此，這時(shí)的模量也應(yīng)包括兩個(gè)部分，用復(fù)數(shù)模量表示如下： E*＝ E’＋ iE’’
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