工程材料第4章-4塑料和橡膠-展示頁(yè)
2025-01-04 14:57本頁(yè)面
【正文】 聚物在過(guò)屈服點(diǎn)后均有一個(gè)應(yīng)力不太 大的下降，叫應(yīng)變軟化，這時(shí)應(yīng)變?cè)? 大，應(yīng)力反而下降。它是獨(dú)特的力 學(xué)行為。 ? 這種由于力學(xué)滯后而使機(jī)械功轉(zhuǎn)換成熱的現(xiàn)象，稱為 力學(xué)損耗或內(nèi)耗 。 力學(xué)損耗 ?輪胎在高速行使相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)間后，立即檢查內(nèi)層溫度，為什么達(dá)到燙手的程度？ ?高聚物受到交變力作用時(shí)會(huì)產(chǎn)生滯后現(xiàn)象，上一次受到外力后發(fā)生形變?cè)谕饬θコ筮€來(lái)不及恢復(fù)，下一次應(yīng)力又施加了，以致總有部分彈性儲(chǔ)能沒有釋放出來(lái)。例如，連接管道的法蘭盤的密封墊片 (硬橡膠制品 )經(jīng)一定時(shí)間后，由于應(yīng)力松馳而產(chǎn)生泄漏。 ? 表現(xiàn)為：蠕變和應(yīng)力松馳 蠕變 ? 是在恒定應(yīng)力作用下變形隨時(shí)間而增加的現(xiàn)象。即變形與外力是同步的。高聚物的彈性模量范圍為 7～ 35GPa，金屬材料的模量范圍為 48～ 410GPa；高聚物的最大強(qiáng)度為240MPa，而金屬材料中某些合金的強(qiáng)度可達(dá)3000MPa；高彈態(tài)高聚物的斷裂伸長(zhǎng)率可達(dá)到1000％，而金屬塑性變形中最大的斷裂伸長(zhǎng)率不超過(guò) 100％。熱固性塑料由于其內(nèi)部高分子的交聯(lián)結(jié)構(gòu)使本身的機(jī)械強(qiáng)度和耐熱性都較熱塑性塑料好。另外有一些塑料，它們只能在第一次加工時(shí)塑化，做成固定的形狀。 塑料 ? 根據(jù)塑料的用途，可以分為通用塑料、工程塑料和特種塑料三大類。 ? 塑料和橡膠是以高分子聚合物為基礎(chǔ)添加各種助劑而成的混合物體系，在常溫下有固定的形狀和強(qiáng)度，在高溫下具有可塑性的高分子材料。 ? 塑料和橡膠的區(qū)別是塑料在常溫下處于玻璃態(tài)，強(qiáng)度較高；橡膠在常溫下處于高彈態(tài)，彈性較大。 ? 大多數(shù)塑料都能在加熱時(shí)反復(fù)地塑化，稱之為熱塑性塑料。以后再把它加熱，形狀不再發(fā)生變化，這類塑料稱為熱固性塑料。 ? 高聚物的模量和強(qiáng)度 ? 與金屬材料相比，高聚物的模量和強(qiáng)度要低得多，其最大可能的斷裂伸長(zhǎng)率又比金屬高得多。 粘彈性 ? 理想的彈性固體材料受力時(shí)產(chǎn)生的彈性變形與時(shí)間無(wú)關(guān)。而塑料受力時(shí)產(chǎn)生的彈性變形流變是隨時(shí)間而發(fā)展的。例如架空的聚氯乙烯電線套管的緩慢變彎 應(yīng)力松馳 ? 是高聚物產(chǎn)生一定形變后，在保持變形量不變條件下，應(yīng)力隨時(shí)間發(fā)展而逐漸衰減的現(xiàn)象。對(duì)線型分子鏈經(jīng)足夠長(zhǎng)時(shí)間后，應(yīng)力可降為零。這樣不斷循環(huán)，那些未釋放的彈性儲(chǔ)能都被消耗在體系的自摩擦上，并轉(zhuǎn)化成熱量放出。 ? 以應(yīng)力～應(yīng)變關(guān)系作圖時(shí)，所得的曲線在施加幾次交變應(yīng)力后就封閉成環(huán)，稱為滯后環(huán)或滯后圈，此圈越大，力學(xué)損耗越大 回縮曲線 拉伸曲線 ?? 高聚物的屈服 大多數(shù)高聚物有屈服現(xiàn)象，最明顯的屈服現(xiàn) 象是拉伸中出現(xiàn)的 細(xì)頸現(xiàn)象 。并不是所有的高聚物材料都表現(xiàn)出 屈服過(guò)程，這是由于溫度和時(shí)間對(duì)高聚物的 性能的影響往往掩蓋了屈服行為的普遍性， 有的高聚物出現(xiàn)細(xì)頸和冷拉，而有的高聚物 脆性易斷。 (3)屈服應(yīng)力依賴應(yīng)變速率 ：應(yīng)變速率增大，屈服應(yīng)力增大。在溫度達(dá)到 時(shí)，屈服應(yīng)力等于 0 gT溫度對(duì)醋酸纖維素應(yīng)力～應(yīng)變曲線的影響 應(yīng)力 應(yīng)變 80℃ 65℃ 50℃ 25℃ 0℃ － 25℃ 高聚物的沖擊韌性 ? 各類高聚物的沖擊韌性相差很大。 ? 提高沖擊韌性有兩條途徑。二是將塑料和橡膠共混，增加斷裂伸展率。經(jīng)過(guò)改性的高聚物其沖擊韌性可達(dá) 8 J/cm2。 ? 按照聚合反應(yīng)的壓力，可分為高壓法和低壓法。由于產(chǎn)品的密度較小，僅－ ，因此被稱為低密度聚乙烯（ LDPE）。 HDPE是不透明的白色粉末，力學(xué)性能是所有 PE產(chǎn)品中最好的。 聚乙烯（ PE）用途 ? PE是制備包裝材料的重要原料，可以做成中空容器、食品周轉(zhuǎn)箱，也可以做成各種日用雜品。 ? 利用 PE優(yōu)良的電絕緣性，經(jīng)交聯(lián)處理的 LDPE已大量用于制作電纜的絕緣層。 聚氯乙烯樹脂（ PVC） Polyvinyl Chloride ? 它是世界上產(chǎn)量最大的塑料產(chǎn)品之一，價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛，聚氯乙烯樹脂為白色或淺黃色粉末。在聚氯乙烯樹脂中加入適量的增塑劑，可制成多種硬質(zhì)、軟質(zhì)和透明制品。 ?硬聚氯乙烯有較好的抗拉、抗彎、抗壓和抗沖擊能力，可單獨(dú)用做結(jié)構(gòu)材料。 PVC性能及用途 ? 作為硬塑料， PVC可以用于制造在常溫下使用的不耐壓的容器、管材或板材，如化工廠的輸液管道、管配件、貯槽和輸液泵的泵體材料。 ? PVC的板材在建筑上有很多的應(yīng)用。將 PVC輕度發(fā)泡，可以制成塑料地毯和塑料墻紙等。 ? PVC軟塑料主要用于制作薄膜或日用品。 ? PVC的染色性非常好，制得的產(chǎn)品
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