第八章

聚合物的屈服與斷裂第八章

聚合物的屈服與斷裂非極限范圍內(nèi)的小形變用模量來(lái)表示形變特性8.1聚合物的塑性和屈服極限范圍內(nèi)的大形變要用應(yīng)力～應(yīng)變曲線來(lái)反映這一過(guò)程非極限范圍內(nèi)的小形變8.1聚合物的塑性和屈服極限范圍內(nèi)的大8.1.1聚合物的應(yīng)力—應(yīng)變曲線△l0一定溫度一定速度8.1.1聚合物的應(yīng)力—應(yīng)變曲線△l0一定溫度一定速度彈性形變

-屈服-應(yīng)變軟化-冷拉-應(yīng)變硬化-斷裂YYield1非晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線8.1.1聚合物的應(yīng)力—應(yīng)變曲線σε塑性區(qū)彈性區(qū)彈性形變-屈服-應(yīng)變軟化-冷拉-應(yīng)變硬化-斷裂YYieldTg以下冷拉，發(fā)生了分子鏈的取向非晶態(tài)聚合物試樣在拉伸中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化Tg以下冷拉，發(fā)生了分子鏈的取向非晶態(tài)聚合物試樣在拉伸中聚集實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在試樣斷裂前停止拉伸，除去外力，大形變無(wú)法完全恢復(fù)；溫度升到Tg附近，形變可回復(fù)。結(jié)論：這種大形變?cè)诒举|(zhì)上是（）a普彈形變b高彈形變c粘流形變分子機(jī)理是高分子的鏈段運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論：這種大形變?cè)诒举|(zhì)上是（）分子機(jī)理是高在Tg以下產(chǎn)生高彈形變的原因:無(wú)外力作用時(shí)：有外力作用時(shí)：在大外力的作用下鏈段運(yùn)動(dòng)稱為強(qiáng)迫高彈性在Tg以下產(chǎn)生高彈形變的原因:無(wú)外力作用時(shí)：有外力作用時(shí)：在普彈形變粘性流動(dòng)拉伸過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)單元強(qiáng)迫高彈形變高分子的鍵長(zhǎng)、鍵角變化鏈段沿外力方向運(yùn)動(dòng)取向，伴隨發(fā)生分子鏈間的滑移，應(yīng)力集中處還可能發(fā)生部分分子鏈的斷裂。普彈形變粘性流動(dòng)拉伸過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)單元強(qiáng)迫高彈形變高分子的鍵長(zhǎng)韌性材料（產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變）屈服應(yīng)力σY斷裂應(yīng)力σB<韌性材料與脆性材料σ韌性材料（產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變）屈服應(yīng)力σY斷裂應(yīng)力σB<韌性材強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變韌性材料溫度應(yīng)力拉伸速度強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變韌性材料溫度應(yīng)力拉伸速各種情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(a)溫度①T<<Tg脆斷②T<Tg屈服后斷③T<Tg幾十度韌斷④Tg以上無(wú)屈服各種情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(a)溫度①T<<TgT↓τ↑σy↑存在一個(gè)特征溫度Tb

，T低于Tb，不能發(fā)生強(qiáng)迫高彈形變，而必定發(fā)生脆性斷裂，這個(gè)溫度稱為脆化溫度Tb。強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的溫度條件：T↓τ↑σy↑存在一個(gè)特征溫度Tb，T低于Tb，不能發(fā)生強(qiáng)對(duì)材料一般使用溫度為哪一段？—T>TbTb越低材料韌性越好對(duì)材料一般使用溫度為哪一段？—T>TbTb越低材料韌性斷裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系(b)拉伸速度斷裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系(b)拉伸速度拉伸速率時(shí)溫等效原理：拉伸速度快→時(shí)間短→溫度低拉伸速率時(shí)溫等效原理：a:脆性材料c:韌性材料d:橡膠b:半脆性材料酚醛或環(huán)氧樹脂PP,PCPS,PMMA天然橡膠(c)物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成a:脆性材料c:韌性材料d:橡膠b:半脆性材料酚醛1.溫度Tb到Tg之間，溫度太低，脆性斷裂。塑料的使用溫度：Tb到Tg之間2.一定的應(yīng)力使鏈段運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間減少至與拉伸速度相適應(yīng)3.一定的拉伸速度太快強(qiáng)迫高彈形變來(lái)不及發(fā)展太慢強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件出現(xiàn)粘性流動(dòng)。1.溫度強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件出現(xiàn)粘性流動(dòng)。（1）分子鏈柔順性不能太好（2）分子鏈剛性不能太強(qiáng)（3）分子量不能太低4.Tb與Tg值間有一定間隔→高聚物的結(jié)構(gòu)（1）分子鏈柔順性不能太好4.Tb與Tg值間有一定間隔→高聚到y(tǒng)點(diǎn)后，出現(xiàn)“細(xì)頸”Tm以上大形變回復(fù)2.晶態(tài)聚合物的應(yīng)力一應(yīng)變曲線

條件：Tm以下，未取向晶態(tài)聚合物到y(tǒng)點(diǎn)后，出現(xiàn)“細(xì)頸”2.晶態(tài)聚合物的應(yīng)力一應(yīng)變曲線條件晶態(tài)Tm以下，發(fā)生結(jié)晶的破壞，取向，再結(jié)晶過(guò)程非晶態(tài)Tg以下冷拉，只發(fā)生分子鏈的取向晶態(tài)聚合物在拉伸過(guò)程中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：晶態(tài)晶態(tài)聚合物在拉伸過(guò)程中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：1.兩種拉伸過(guò)程均經(jīng)歷彈性變形、屈服、發(fā)展大形變以及應(yīng)變硬化等階段2.大形變?cè)谑覝貢r(shí)都不能自發(fā)回復(fù)，而加熱后則產(chǎn)生回復(fù)。非晶聚合物與結(jié)晶聚合物的拉伸相似之處1.兩種拉伸過(guò)程均經(jīng)歷彈性變形、屈服、發(fā)展大形變以及應(yīng)變硬化兩種拉伸過(guò)程的區(qū)別1.產(chǎn)生冷拉的溫度范圍不同非晶聚合物：Tb到Tg，結(jié)晶聚合物：Tg至Tm；2.非晶聚合物：只發(fā)生分子鏈的取向結(jié)晶聚合物：包含有結(jié)晶的破壞，取向和再結(jié)晶等過(guò)程。兩種拉伸過(guò)程的區(qū)別1.產(chǎn)生冷拉的溫度范圍不同溫度的影響εσ50℃80℃100℃T>Tm全同PP溫度的影響εσ50℃80℃100℃T>Tm全同PP球晶大小的影響球晶大小的影響3.取向高聚物的應(yīng)力、應(yīng)變曲線取向的晶態(tài)σ×ε×σε沿取向方向拉伸垂直于取向方向拉伸斷裂伸長(zhǎng)率極小，不出現(xiàn)細(xì)頸現(xiàn)象其拉伸過(guò)程與未取向試樣相似→各向異性3.取向高聚物的應(yīng)力、應(yīng)變曲線取向的晶態(tài)σ×ε×σε沿取向5.應(yīng)力一應(yīng)變曲線類型“軟”和“硬”模量的低或高“弱”和“強(qiáng)”強(qiáng)度的大小“脆”無(wú)屈服而且斷裂伸長(zhǎng)小“韌”斷裂伸長(zhǎng)和斷裂應(yīng)力都較高PS,PC,硬PVC分別屬于那種曲線?PSPC硬PVC5.應(yīng)力一應(yīng)變曲線類型“軟”和“硬”PS,PC,硬PVC8.1.2高聚物的屈服高聚物屈服點(diǎn)的特征(1)屈服應(yīng)變大金屬0.01，高聚物0.2

(2)屈服過(guò)程有應(yīng)變軟化現(xiàn)象(4)屈服應(yīng)力依賴于溫度在溫度達(dá)到Tg

時(shí)，屈服應(yīng)力等于?(3)屈服應(yīng)力依賴應(yīng)變速率8.1.2高聚物的屈服高聚物屈服點(diǎn)的特征(1)屈服應(yīng)變大(1.剪切帶及其結(jié)構(gòu)形態(tài)條件剪切屈服韌性高聚物在拉伸至屈服點(diǎn)時(shí)剪切帶位置與拉伸方向成45°8.1.3拉伸過(guò)程中聚合物結(jié)構(gòu)的變化1.剪切帶及其結(jié)構(gòu)形態(tài)條件剪切屈服韌性高聚物在拉伸至屈服點(diǎn)時(shí)剪切帶結(jié)構(gòu)因?yàn)樽冃螏е蟹肿渔湹娜∠蚨雀?，故變形逐步向整個(gè)試樣擴(kuò)展。由若干個(gè)細(xì)小的不規(guī)則微纖構(gòu)成分子鏈高度取向剪切帶厚度約1μm左右剪切帶組成剪切帶結(jié)構(gòu)因?yàn)樽冃螏е蟹肿渔湹娜∠蚨雀?，故變形逐由若干個(gè)細(xì)小

韌性材料

最大切應(yīng)力首先達(dá)到抗剪強(qiáng)度，材料先屈服。

脆性材料

最大切應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度之前，正應(yīng)力已超過(guò)材料的斷裂強(qiáng)度，材料來(lái)不及屈服就斷裂。韌性材料脆性斷裂屈服前斷裂無(wú)塑性流動(dòng)表面光滑張應(yīng)力分量韌性斷裂屈服后斷裂有塑性流動(dòng)表面粗糙切應(yīng)力分量脆性斷裂屈服前斷裂無(wú)塑性流動(dòng)表面光滑張應(yīng)力分量韌性斷裂屈服后

在表面有肉眼可見的微細(xì)裂紋2.銀紋條件

高聚物在儲(chǔ)存過(guò)程及使用過(guò)程中現(xiàn)象

可以強(qiáng)烈地反射可見光，看上去是閃亮的銀紋在表面有肉眼可見的微細(xì)裂紋2.銀紋條件高聚物在銀紋產(chǎn)生銀紋的原因1）應(yīng)力銀紋（力學(xué)因素）張應(yīng)力材料薄弱環(huán)節(jié)上應(yīng)力集中局部塑性形變特點(diǎn)：銀紋有規(guī)則排列銀紋產(chǎn)生銀紋的原因1）應(yīng)力銀紋（力學(xué)因素）張應(yīng)力材料薄弱環(huán)節(jié)2）環(huán)境因素試樣表面的缺陷和擦傷處；試樣內(nèi)部空穴或夾雜物的邊界處應(yīng)力集中產(chǎn)生銀紋化學(xué)物質(zhì)使微觀表面溶脹或增塑增加分子鏈段的活動(dòng)性Tg↓產(chǎn)生銀紋特點(diǎn)：通常呈不規(guī)則排列2）環(huán)境因素試樣表面的缺陷和擦傷處；應(yīng)力集中產(chǎn)生銀紋化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征：長(zhǎng)100μm，寬10μm左右，厚1μm的微細(xì)凹槽高度取向的高分子微纖結(jié)構(gòu)特征：長(zhǎng)100μm，寬10μm左右，厚1μm的微細(xì)凹槽高銀紋與裂紋的區(qū)別：（1）裂紋是空的，銀紋中存在銀紋質(zhì)，約含有50％左右的空體積。（2）銀紋質(zhì)呈束狀或片狀，沿外力方向高度取向，仍具有一定強(qiáng)度。（3）銀紋有可逆性。在壓力下或在Tg以上退火時(shí)，銀紋能回縮和愈合.銀紋與裂紋的區(qū)別：（1）裂紋是空的，銀紋中存在銀紋質(zhì)，約含有張應(yīng)力拉伸強(qiáng)度8.2聚合物的斷裂與強(qiáng)度幾種常見的力學(xué)性能指標(biāo)b-試樣厚度，d-試樣寬度P-最大載荷張應(yīng)力拉伸強(qiáng)度8.2聚合物的斷裂與強(qiáng)度幾種常見的力學(xué)性能指2.沖擊強(qiáng)度沖斷試樣所消耗的功沖斷試樣的厚度和寬度試驗(yàn)方法擺錘式?jīng)_擊落重式?jīng)_擊高速拉伸------沖擊強(qiáng)度是衡量材料韌性的指標(biāo)2.沖擊強(qiáng)度沖斷試樣所消耗的功沖斷試樣的厚度和寬度試驗(yàn)方法8.2.1理論強(qiáng)度和斷裂理論化學(xué)鍵拉斷15000MPa分子間滑脫5000MPa分子間扯離氫鍵500MPa范德華力100MPa理論值8.2.1理論強(qiáng)度和斷裂理論化學(xué)鍵拉斷15000MPa分子間在斷裂時(shí)三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷裂強(qiáng)度在幾千MPa，而實(shí)際只有幾十Mpa。例：PA,60MPaPPO,70MPa理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差原因樣條存在缺陷應(yīng)力集中在斷裂時(shí)三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷裂強(qiáng)度在幾千MPa無(wú)限大平板中橢圓形裂縫的應(yīng)力集中—應(yīng)力集中處（多大？）ab圓形橢圓(劇烈)最終結(jié)果a=ba↑，b↓斷裂無(wú)限大平板中橢圓形裂縫的應(yīng)力集中—應(yīng)力集中處（多大？）ab圓拉伸強(qiáng)度：8.2.2影響強(qiáng)度的因素與增強(qiáng)

沖擊強(qiáng)度：因素強(qiáng)度延展性——分子鏈柔順性——分子間作用力拉伸強(qiáng)度：8.2.2影響強(qiáng)度的因素與增強(qiáng)沖擊強(qiáng)度：因素強(qiáng)度

LPPEPVCPA610PA66無(wú)極性有極性基團(tuán)有H鍵H鍵密度大拉伸強(qiáng)度150500600830（kg/cm2）1.極性基團(tuán)或氫鍵極性基團(tuán)過(guò)密或取代基過(guò)大，沖擊強(qiáng)度降低沖擊強(qiáng)度LPPCPPOPEPS拉伸強(qiáng)度670850220-390350-633（kg/cm2）主鏈含芳雜環(huán)的聚合物強(qiáng)度大于脂肪族主鏈的聚合物2.主鏈結(jié)構(gòu)PCPPOLDPE（支化）HDPE(線型)3.支化與交聯(lián)交聯(lián)PE比PE:拉伸強(qiáng)度大一倍沖擊強(qiáng)度（J/m）7850>>27-1080拉伸強(qiáng)度（kg/cm2）160220-390沖擊強(qiáng)度大3~4倍LDPE（支化）4.分子量分子量小時(shí)隨M↑拉伸強(qiáng)度↑，104以后，拉伸強(qiáng)度不再↑例：超高分子量PE（M=4～6×106）比普通PE沖擊強(qiáng)度大三倍，用于制造人造關(guān)節(jié)但沖擊強(qiáng)度仍能隨M↑而↑4.分子量分子量小時(shí)隨M↑拉伸強(qiáng)度↑，104以后，拉伸強(qiáng)5.聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響（結(jié)晶和取向）結(jié)晶度↑太高，沖擊強(qiáng)度↓，材料變脆5.聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的影響（結(jié)晶和取向）結(jié)晶度↑太高，沖擊強(qiáng)度↓，球晶尺寸球晶尺寸過(guò)大，會(huì)使拉伸強(qiáng)度↘，沖擊強(qiáng)度顯著↘球晶尺寸球晶尺寸過(guò)大，會(huì)使拉伸強(qiáng)度↘，沖擊強(qiáng)度顯著↘（1）取向后高分子鏈順著外力的方向平行排列，使斷裂時(shí)，破壞主價(jià)鍵的比例大大提高，而共價(jià)鍵的強(qiáng)度比范德華力的強(qiáng)度高。（2）取向可以阻礙裂紋向縱深發(fā)展。取向可以使強(qiáng)度成倍提高（1）取向后高分子鏈順著外力的方向平行排列，使斷裂時(shí)，破壞3.應(yīng)力集中物的影響應(yīng)力集中現(xiàn)象：包括裂縫、空隙、缺口、銀紋、雜質(zhì)。材料的缺陷在受力時(shí)，缺陷附近局部范圍內(nèi)的應(yīng)力急劇增加，遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于平均值。應(yīng)力集中物大大降低了材料的強(qiáng)度缺陷造成聚合物實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)小于理論強(qiáng)度3.應(yīng)力集中物的影響應(yīng)力集中現(xiàn)象：包括裂縫、空隙、缺口、銀紋4.增塑劑的影響拉伸強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度增塑劑使鏈段運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)增塑劑降低了高分子鏈間的作用力↓↑4.增塑劑的影響拉伸強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度增塑劑使鏈段運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng)增塑5.填料的影響填料活性粒子纖維液晶

C，SiO2GlassCarbonPolyester5.填料的影響填料活性粒子C，SiO26.外界因素溫度高應(yīng)變速率大低高拉伸強(qiáng)度t沖擊強(qiáng)度i好差6.外界因素溫度高應(yīng)變速率大低高拉伸強(qiáng)度t沖擊強(qiáng)度i好差結(jié)構(gòu)因素小結(jié)極性基團(tuán)或氫鍵主鏈上含芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)適度的交聯(lián)結(jié)晶度大取向好高低拉伸強(qiáng)度t高低高低高低高低結(jié)構(gòu)因素小結(jié)極性基團(tuán)或氫鍵主鏈上含芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)適度的交聯(lián)結(jié)晶度極性基團(tuán)或氫鍵有支鏈結(jié)構(gòu)適度交聯(lián)結(jié)晶度大雙軸取向好差好差加入增塑劑好差好差好差好差沖擊強(qiáng)度極性基團(tuán)或氫鍵有支鏈結(jié)構(gòu)適度交聯(lián)結(jié)晶度大雙軸取向好差好差加入第八章

聚合物的屈服與斷裂第八章

聚合物的屈服與斷裂非極限范圍內(nèi)的小形變用模量來(lái)表示形變特性8.1聚合物的塑性和屈服極限范圍內(nèi)的大形變要用應(yīng)力～應(yīng)變曲線來(lái)反映這一過(guò)程非極限范圍內(nèi)的小形變8.1聚合物的塑性和屈服極限范圍內(nèi)的大8.1.1聚合物的應(yīng)力—應(yīng)變曲線△l0一定溫度一定速度8.1.1聚合物的應(yīng)力—應(yīng)變曲線△l0一定溫度一定速度彈性形變

-屈服-應(yīng)變軟化-冷拉-應(yīng)變硬化-斷裂YYield1非晶態(tài)高聚物的應(yīng)力-應(yīng)變曲線8.1.1聚合物的應(yīng)力—應(yīng)變曲線σε塑性區(qū)彈性區(qū)彈性形變-屈服-應(yīng)變軟化-冷拉-應(yīng)變硬化-斷裂YYieldTg以下冷拉，發(fā)生了分子鏈的取向非晶態(tài)聚合物試樣在拉伸中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化Tg以下冷拉，發(fā)生了分子鏈的取向非晶態(tài)聚合物試樣在拉伸中聚集實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象

在試樣斷裂前停止拉伸，除去外力，大形變無(wú)法完全恢復(fù)；溫度升到Tg附近，形變可回復(fù)。結(jié)論：這種大形變?cè)诒举|(zhì)上是（）a普彈形變b高彈形變c粘流形變分子機(jī)理是高分子的鏈段運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象結(jié)論：這種大形變?cè)诒举|(zhì)上是（）分子機(jī)理是高在Tg以下產(chǎn)生高彈形變的原因:無(wú)外力作用時(shí)：有外力作用時(shí)：在大外力的作用下鏈段運(yùn)動(dòng)稱為強(qiáng)迫高彈性在Tg以下產(chǎn)生高彈形變的原因:無(wú)外力作用時(shí)：有外力作用時(shí)：在普彈形變粘性流動(dòng)拉伸過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)單元強(qiáng)迫高彈形變高分子的鍵長(zhǎng)、鍵角變化鏈段沿外力方向運(yùn)動(dòng)取向，伴隨發(fā)生分子鏈間的滑移，應(yīng)力集中處還可能發(fā)生部分分子鏈的斷裂。普彈形變粘性流動(dòng)拉伸過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)單元強(qiáng)迫高彈形變高分子的鍵長(zhǎng)韌性材料（產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變）屈服應(yīng)力σY斷裂應(yīng)力σB<韌性材料與脆性材料σ韌性材料（產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變）屈服應(yīng)力σY斷裂應(yīng)力σB<韌性材強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變韌性材料溫度應(yīng)力拉伸速度強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件產(chǎn)生強(qiáng)迫高彈形變韌性材料溫度應(yīng)力拉伸速各種情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(a)溫度①T<<Tg脆斷②T<Tg屈服后斷③T<Tg幾十度韌斷④Tg以上無(wú)屈服各種情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線(a)溫度①T<<TgT↓τ↑σy↑存在一個(gè)特征溫度Tb

，T低于Tb，不能發(fā)生強(qiáng)迫高彈形變，而必定發(fā)生脆性斷裂，這個(gè)溫度稱為脆化溫度Tb。強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的溫度條件：T↓τ↑σy↑存在一個(gè)特征溫度Tb，T低于Tb，不能發(fā)生強(qiáng)對(duì)材料一般使用溫度為哪一段？—T>TbTb越低材料韌性越好對(duì)材料一般使用溫度為哪一段？—T>TbTb越低材料韌性斷裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系(b)拉伸速度斷裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力與應(yīng)變速率的關(guān)系(b)拉伸速度拉伸速率時(shí)溫等效原理：拉伸速度快→時(shí)間短→溫度低拉伸速率時(shí)溫等效原理：a:脆性材料c:韌性材料d:橡膠b:半脆性材料酚醛或環(huán)氧樹脂PP,PCPS,PMMA天然橡膠(c)物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成a:脆性材料c:韌性材料d:橡膠b:半脆性材料酚醛1.溫度Tb到Tg之間，溫度太低，脆性斷裂。塑料的使用溫度：Tb到Tg之間2.一定的應(yīng)力使鏈段運(yùn)動(dòng)的松弛時(shí)間減少至與拉伸速度相適應(yīng)3.一定的拉伸速度太快強(qiáng)迫高彈形變來(lái)不及發(fā)展太慢強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件出現(xiàn)粘性流動(dòng)。1.溫度強(qiáng)迫高彈形變產(chǎn)生的條件出現(xiàn)粘性流動(dòng)。（1）分子鏈柔順性不能太好（2）分子鏈剛性不能太強(qiáng)（3）分子量不能太低4.Tb與Tg值間有一定間隔→高聚物的結(jié)構(gòu)（1）分子鏈柔順性不能太好4.Tb與Tg值間有一定間隔→高聚到y(tǒng)點(diǎn)后，出現(xiàn)“細(xì)頸”Tm以上大形變回復(fù)2.晶態(tài)聚合物的應(yīng)力一應(yīng)變曲線

條件：Tm以下，未取向晶態(tài)聚合物到y(tǒng)點(diǎn)后，出現(xiàn)“細(xì)頸”2.晶態(tài)聚合物的應(yīng)力一應(yīng)變曲線條件晶態(tài)Tm以下，發(fā)生結(jié)晶的破壞，取向，再結(jié)晶過(guò)程非晶態(tài)Tg以下冷拉，只發(fā)生分子鏈的取向晶態(tài)聚合物在拉伸過(guò)程中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：晶態(tài)晶態(tài)聚合物在拉伸過(guò)程中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化：1.兩種拉伸過(guò)程均經(jīng)歷彈性變形、屈服、發(fā)展大形變以及應(yīng)變硬化等階段2.大形變?cè)谑覝貢r(shí)都不能自發(fā)回復(fù)，而加熱后則產(chǎn)生回復(fù)。非晶聚合物與結(jié)晶聚合物的拉伸相似之處1.兩種拉伸過(guò)程均經(jīng)歷彈性變形、屈服、發(fā)展大形變以及應(yīng)變硬化兩種拉伸過(guò)程的區(qū)別1.產(chǎn)生冷拉的溫度范圍不同非晶聚合物：Tb到Tg，結(jié)晶聚合物：Tg至Tm；2.非晶聚合物：只發(fā)生分子鏈的取向結(jié)晶聚合物：包含有結(jié)晶的破壞，取向和再結(jié)晶等過(guò)程。兩種拉伸過(guò)程的區(qū)別1.產(chǎn)生冷拉的溫度范圍不同溫度的影響εσ50℃80℃100℃T>Tm全同PP溫度的影響εσ50℃80℃100℃T>Tm全同PP球晶大小的影響球晶大小的影響3.取向高聚物的應(yīng)力、應(yīng)變曲線取向的晶態(tài)σ×ε×σε沿取向方向拉伸垂直于取向方向拉伸斷裂伸長(zhǎng)率極小，不出現(xiàn)細(xì)頸現(xiàn)象其拉伸過(guò)程與未取向試樣相似→各向異性3.取向高聚物的應(yīng)力、應(yīng)變曲線取向的晶態(tài)σ×ε×σε沿取向5.應(yīng)力一應(yīng)變曲線類型“軟”和“硬”模量的低或高“弱”和“強(qiáng)”強(qiáng)度的大小“脆”無(wú)屈服而且斷裂伸長(zhǎng)小“韌”斷裂伸長(zhǎng)和斷裂應(yīng)力都較高PS,PC,硬PVC分別屬于那種曲線?PSPC硬PVC5.應(yīng)力一應(yīng)變曲線類型“軟”和“硬”PS,PC,硬PVC8.1.2高聚物的屈服高聚物屈服點(diǎn)的特征(1)屈服應(yīng)變大金屬0.01，高聚物0.2

(2)屈服過(guò)程有應(yīng)變軟化現(xiàn)象(4)屈服應(yīng)力依賴于溫度在溫度達(dá)到Tg

時(shí)，屈服應(yīng)力等于?(3)屈服應(yīng)力依賴應(yīng)變速率8.1.2高聚物的屈服高聚物屈服點(diǎn)的特征(1)屈服應(yīng)變大(1.剪切帶及其結(jié)構(gòu)形態(tài)條件剪切屈服韌性高聚物在拉伸至屈服點(diǎn)時(shí)剪切帶位置與拉伸方向成45°8.1.3拉伸過(guò)程中聚合物結(jié)構(gòu)的變化1.剪切帶及其結(jié)構(gòu)形態(tài)條件剪切屈服韌性高聚物在拉伸至屈服點(diǎn)時(shí)剪切帶結(jié)構(gòu)因?yàn)樽冃螏е蟹肿渔湹娜∠蚨雀撸首冃沃鸩较蛘麄€(gè)試樣擴(kuò)展。由若干個(gè)細(xì)小的不規(guī)則微纖構(gòu)成分子鏈高度取向剪切帶厚度約1μm左右剪切帶組成剪切帶結(jié)構(gòu)因?yàn)樽冃螏е蟹肿渔湹娜∠蚨雀?，故變形逐由若干個(gè)細(xì)小

韌性材料

最大切應(yīng)力首先達(dá)到抗剪強(qiáng)度，材料先屈服。

脆性材料

最大切應(yīng)力達(dá)到抗剪強(qiáng)度之前，正應(yīng)力已超過(guò)材料的斷裂強(qiáng)度，材料來(lái)不及屈服就斷裂。韌性材料脆性斷裂屈服前斷裂無(wú)塑性流動(dòng)表面光滑張應(yīng)力分量韌性斷裂屈服后斷裂有塑性流動(dòng)表面粗糙切應(yīng)力分量脆性斷裂屈服前斷裂無(wú)塑性流動(dòng)表面光滑張應(yīng)力分量韌性斷裂屈服后

在表面有肉眼可見的微細(xì)裂紋2.銀紋條件

高聚物在儲(chǔ)存過(guò)程及使用過(guò)程中現(xiàn)象

可以強(qiáng)烈地反射可見光，看上去是閃亮的銀紋在表面有肉眼可見的微細(xì)裂紋2.銀紋條件高聚物在銀紋產(chǎn)生銀紋的原因1）應(yīng)力銀紋（力學(xué)因素）張應(yīng)力材料薄弱環(huán)節(jié)上應(yīng)力集中局部塑性形變特點(diǎn)：銀紋有規(guī)則排列銀紋產(chǎn)生銀紋的原因1）應(yīng)力銀紋（力學(xué)因素）張應(yīng)力材料薄弱環(huán)節(jié)2）環(huán)境因素試樣表面的缺陷和擦傷處；試樣內(nèi)部空穴或夾雜物的邊界處應(yīng)力集中產(chǎn)生銀紋化學(xué)物質(zhì)使微觀表面溶脹或增塑增加分子鏈段的活動(dòng)性Tg↓產(chǎn)生銀紋特點(diǎn)：通常呈不規(guī)則排列2）環(huán)境因素試樣表面的缺陷和擦傷處；應(yīng)力集中產(chǎn)生銀紋化學(xué)物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征：長(zhǎng)100μm，寬10μm左右，厚1μm的微細(xì)凹槽高度取向的高分子微纖結(jié)構(gòu)特征：長(zhǎng)100μm，寬10μm左右，厚1μm的微細(xì)凹槽高銀紋與裂紋的區(qū)別：（1）裂紋是空的，銀紋中存在銀紋質(zhì)，約含有50％左右的空體積。（2）銀紋質(zhì)呈束狀或片狀，沿外力方向高度取向，仍具有一定強(qiáng)度。（3）銀紋有可逆性。在壓力下或在Tg以上退火時(shí)，銀紋能回縮和愈合.銀紋與裂紋的區(qū)別：（1）裂紋是空的，銀紋中存在銀紋質(zhì)，約含有張應(yīng)力拉伸強(qiáng)度8.2聚合物的斷裂與強(qiáng)度幾種常見的力學(xué)性能指標(biāo)b-試樣厚度，d-試樣寬度P-最大載荷張應(yīng)力拉伸強(qiáng)度8.2聚合物的斷裂與強(qiáng)度幾種常見的力學(xué)性能指2.沖擊強(qiáng)度沖斷試樣所消耗的功沖斷試樣的厚度和寬度試驗(yàn)方法擺錘式?jīng)_擊落重式?jīng)_擊高速拉伸------沖擊強(qiáng)度是衡量材料韌性的指標(biāo)2.沖擊強(qiáng)度沖斷試樣所消耗的功沖斷試樣的厚度和寬度試驗(yàn)方法8.2.1理論強(qiáng)度和斷裂理論化學(xué)鍵拉斷15000MPa分子間滑脫5000MPa分子間扯離氫鍵500MPa范德華力100MPa理論值8.2.1理論強(qiáng)度和斷裂理論化學(xué)鍵拉斷15000MPa分子間在斷裂時(shí)三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷裂強(qiáng)度在幾千MPa，而實(shí)際只有幾十Mpa。例：PA,60MPaPPO,70MPa理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差原因樣條存在缺陷應(yīng)力集中在斷裂時(shí)三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷裂強(qiáng)度在幾千MPa無(wú)限大平板中橢圓形裂縫的應(yīng)力集中—應(yīng)力集中處（多大？）ab圓形橢圓(劇烈)最終結(jié)果a=ba↑，b↓斷裂無(wú)限大平板中橢圓形裂縫的應(yīng)力集中—應(yīng)力集中處（多大？）ab圓拉伸強(qiáng)度：8.2.2影響強(qiáng)度的因素與增強(qiáng)

沖擊強(qiáng)度：因素強(qiáng)度延展性——分子鏈柔順性——分子間作用力拉伸強(qiáng)度：8.2.2影響強(qiáng)度的因素與增強(qiáng)沖擊強(qiáng)度：因素強(qiáng)度

LPPEPVCPA610PA66無(wú)極性有極性基團(tuán)有H鍵H鍵密度大拉伸強(qiáng)度150500600830（kg/cm2）1.極性基團(tuán)或氫鍵極性基團(tuán)過(guò)密或取代基過(guò)大，沖擊強(qiáng)度降低沖擊強(qiáng)度LPPCPPOPEPS拉伸強(qiáng)度670850220-390350-633（kg/cm2）主鏈含芳雜環(huán)的聚合物強(qiáng)度大于脂肪族主鏈的聚合物2.主鏈結(jié)構(gòu)PCPPOLDPE（支化）