高分子物理详细重点总结

3) 应变硬化:大量的链段开始运动并沿外力方向取向,当应力达到了材料的强度极限

时,试样发生断裂,是不可逆形变

40. 影响强迫高弹性的因素:

1) 温度:随温度升高,聚合物弹性模量减小,塑料变软变韧,屈服应力随温度的

降低而增大,断裂应力也随温度的降低而增大,屈服应力增加较快

2) 拉伸速度:随拉伸速率提高,聚合物材料的模量增加,屈服应力增大,而断裂

伸长率减小

3) 分子结构:分子链柔性好的聚合物不容易在玻璃态下发生强迫高弹形变,而刚

性链聚合物却相对容易发生强迫高弹形变

41. 晶态聚合物拉伸与玻璃态聚合物拉伸的比较

1)相似性——都是先经过“弹性变形”,然后出现“强迫高弹”,发展大形变,最后再发生“应变硬化”。

2)不一致性——玻璃态高聚物的强迫高弹形变发生在Tb~Tg温度范围,只发生了链段的运动和取向;晶态高聚物的强迫高弹发生在Tg~Tm之间,拉伸过程中除了链段的运动和分子链的取向外,还包含了结晶结构的破坏、晶片的滑移、取向、以及再结晶过程。

42.

43. 聚合物可以产生两种形式屈服:银纹屈服和剪切屈服 44. 银纹的特点:

1.具有可逆性——当温度升高(T>Tg)时,取向分子发生解取向,银纹消失。 2.银纹的组成:取向的高分子链段(40~60%)+ 分子链间的空隙 3.银纹具有强度,可承受负荷 4.银纹现象是聚合物所特有的 45. 出现银纹是材料破坏的先导。

46. 银纹的形成和发展可以吸收大量的能量。如果能够有效地引发银纹并且终止银纹,材料

将会获得较好的韧性。

47. 脆性聚合物的临界应力比较小,容易产生银纹;而韧性聚合物的临界应力较高,形成银

纹比较困难

48. 1)银纹长度方向的发展——银纹由尖端逐渐向前发展,形成更多的银纹;而银纹内部

分子链的拉伸比基本固定。这是银纹的稳定发展;

2)银纹宽度方向的发展——银纹内部分子链的拉伸比越来越大,以至发生分子链的断裂,从而发展成裂缝,这是银纹的不稳定发展;

49. 随着银纹的发展,能量不断消耗,应力不断衰减,银纹发展速度也就逐渐放慢。当应力

衰减到小于临界值以后,银纹就失去了发展的动力,从而导致银纹的终止。

50. 剪切屈服与银纹屈服的不同: 1)剪切屈服过程只有形态的改变,没有体积的变化; 2)

剪切屈服不仅在材料受到剪切力时才能发生,象拉伸应力、压缩应力等都可以引起剪切屈服;

51. 实际聚合物受力屈服情况——两种屈服机理共存 52. 影响聚合物材料断裂方式的主要因素:

1)脆性断裂一般是由所加应力的张应力分量引起;而韧性断裂则是由所加应力的切应力分量引起。

2)流体静压力可使断裂方式由脆性变为韧性,而尖锐的缺口可将断裂方式由韧性转为脆性。

3)温度可以改变材料断裂方式,低温下脆性,高温下韧性。

4)应变速率明显影响材料断裂方式:低应变速率下的韧性材料在高应变速率下会发生脆性断裂。

53. 影响聚合物强度的因素

1. 分子链结构的影响(增加分子链的极性,主链上含芳杂环,分子量高,支化高,交联高,拉伸强度提高)

2. 结晶和取向的影响(结晶度提高对材料的刚性有利,韧性不利)

3. 应力集中的影响(在缺陷上产生应力集中会造成材料破坏的直接原因)

4. 增塑的影响(增塑剂增加,材料的拉伸强度下降、模量下降,但冲击强度增加) 5. 共聚和共混的影响(取决于目的和组分相容性)

6. 填料的影响(1)粉状填料——惰性填料,填充后材料的强度下降,这种填充主要起

到降低成本的作用;活性填料——通过填料粒子可以将应力分散传递到其它分子链上。所以活性填料可以对聚合物材料起到补强作用

(2)纤维状填料——增强后材料除冲击强度外,其他强度大大改善

7. 外力作用速度(随拉伸速度的增加,材料的屈服强度提高,断裂强度增加,断裂伸

长率下降,冲击强度下降。当拉伸速度很快时,材料不能屈服而发生脆性断裂)

8. 温度(随温度降低,屈服强度增加,断裂强度增加,断裂伸长率下降,冲击强度降

低)

54. 热塑性塑料成型过程一般需经历加热塑化、流动成型和冷却固化三个基本步骤。

55. 非牛顿流体:①宾汉流体(具有需要最小切应力,呈现塑性)②假塑性流体(切力变稀,

大多数聚合物熔体)③膨胀性流体(切力变稠,胶乳) 56. 聚合物普适流动曲线分三个区域

1、第一牛顿区:低切变速率,曲线的斜率n=1,符合牛顿流动定律。该区的粘度通常

称为零切粘度。

2、假塑性区(非牛顿区):流动曲线的斜率n<1,该区的粘度为表观粘度ηa,随着切变

速率的增加,ηa值变小。通常聚合物流体加工成型时所经受的切变速率正在这一范围内。

3、第二牛顿区:在高切变速率区,流动曲线的斜率n=1,符合牛顿流动定律。该区的

粘度称为无穷切粘度或极限粘度η∞。

从聚合物流动曲线,可求得η0、η∞和ηa。且η0>ηa>η∞ 57. 聚合物流动曲线的解释

缠结理论解释:缠结破坏与形成的动态过程。

ⅰ第一牛顿区:切变速率足够小,高分子处于高度缠结的拟网结构,流动阻力大;缠结结构的破坏速度等于形成的速度,粘度保持不变,且最高。

ⅱ假塑性区:切变速率增大,缠结结构被破坏,破坏速度大于形成速度,粘度减小,表现出假塑性流体行为。 ⅲ第二牛顿区:切变速率继续增大,高分子中缠结构完全被破坏,来不及形成新的缠结,体系粘度恒定,表现牛顿流动行为。

58. 一般MI越大,流动性越好,注射级MI大,挤出MI小,吹塑处于中间

59. 聚合物熔体的切粘度测定方法:1、落球粘度计2、毛细管粘度计3、旋转粘度计 60. 影响聚合物熔体粘度的因素:

1)分子结构

A、粘度的分子量依赖性,临界分子量发生缠结的最小分子量

1~1.6 When MM c0w??KM??KMB 、粘度的分子量分布的依赖性,分子量分布宽的试样对切变速率敏感性大

C、分子链支化的影响,短支链多:η低,流动性好,橡胶加入支化的橡胶改善加工流动性。

长支链多:形成缠结,η提高。

2)共混:

lgη= φ 1lgη1+φ2lgη2加入第二组分,可降低熔体粘度,改善加工性能

3)温度、切应力、切变速率:

?E?/RT

a??Ae一般刚性链的粘流活化能?E?高。 A、温度

a、刚性分子有温敏性,加工过程采用提高温度的方法来调节流动性 b、柔性分子对T不敏感,加工过程要改变切变速率来改善流动性

B、切变速率(切应力)

a、柔性分子:η随切变速率下降明显,“切敏性”

b、刚性分子、改变构象比较难,切变速率升高η变化不大。

61. 影响粘流温度的因素:

Ⅰ分子结构的影响

分子链越柔顺,粘流温度越低;高分子极性大,粘流温度越高。 Ⅱ分子量的影响

粘流温度Tf是整个高分子开始运动的温度;分子量越大,位移运动越不易进行,粘流温度越高。

Ⅲ粘流温度与外力大小和外力作用的时间有关

外力可降低粘流温度;延长外力作用时间有助于高分子链产生粘性流动;

62. 高聚物的粘流温度是成型加工的下限温度,高聚物的分解温度是成型加工的上限温度

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