聚合物的屈服与断裂.ppt

聚合物的屈服与断裂YieldandFractureofPolymers力学性能是高聚物的最基本的使用性能
聚合物的力学性能是其受力后的响应，如形变大小、形变的可逆性及抗破损性能等。
高分子固体材料的力学性能通常可分为形变性能和断裂性能
形变性能又可分为高弹性和粘弹性。
断裂性能包括屈服和断裂（强度）第8章聚合物的屈服和断裂第8章聚合物的屈服和断裂第8章聚合物的屈服和断裂8.1聚合物的塑性和屈服8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线012345012345A8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线形变过程8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线从应力—应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息断裂能Fractureenergy结晶聚合物的应力－应变曲线8.1.1应力-应变曲线非晶和晶态聚合物的拉伸过程本质上都属高弹形变，但其产生高弹形变的温度范围不同，而且在玻璃态聚合物中拉伸只使分子链发生取向。非晶与结晶聚合物拉伸相比较8.1.1Thestress-straincurves应力-应变曲线无定形聚合物的冷拉结晶聚合物冷拉模型应力-应变曲线的类型Typesofstress-straincurve“软”和“硬”用于区分模量的低或高，“弱”和“强”是指强度的大小，“脆”是指无屈服现象而且断裂伸长很小，“韧”是指其断裂伸长和断裂应力都较高的情况，有时可将断裂功作为“韧性”的标志。Differenttypesofstress-straincurve▲可以作为工程塑料的高聚物
▲可以作为形变较大的材料

▲无使用价值的材料
8.1.1应力-应变曲线01020308.1.1应力-应变曲线8.1.1应力-应变曲线应力标志为出现屈服8.1.1应力-应变曲线(b)Differentstrainrate0.05%/minExample:PMMA8.1.1应力-应变曲线较高温度下屈服应力低于断裂应力：先屈服后断裂
当温度降低时，屈服应力升高比断裂应力快，
屈服应力与断裂应力重合的温度称为脆化温度TbTb为脆性断裂与韧性断裂的分界线，为塑料使用的最低温度聚合物PDMSNRPEPOMPCPA66
Tb150200203215173243
Tg 153203205233422322a:脆性材料(d)Crystallization结晶(e)TheSizeofSpherulites球晶大小(f)TheDegreeofCrystallization结晶度样条尺寸：横截面小的地方Necking颈缩现象Engineeringstressandtruestress工程应力和真应力真应力：作图法真应力-应变曲线及屈服判据三种类型某些聚合物冷拉时可观察到剪切带8.1.3Shearband剪切带8.1.3剪切屈服现象斜截面A讨论抵抗外力的方式切应力双生互等定律本质上，法向应力与材料的抗拉伸能力有关，而抗拉伸能力极限值主要取决于分子主链的强度（键能）。因此材料在作用下发生破坏时，往往伴随主链的断裂。8.1.3剪切屈服现象8.1.3剪切屈服现象8.1.4Crazing银纹Berry,1964t主银纹附近伴生次生银纹银纹不空，含有伸长率50~60%的链
银纹中链的体积分数为40~60%
银纹仍有模量，约为本体的3~25%
银纹是可逆的，能通过退火消除银纹中伸展的链是个网络结构Microstructureofcrazing银纹方向和分子链方向银纹的扩展8.1.4Crazing银纹8.1.4Crazing银纹8.1.4Crazing银纹银纹和剪切带均有分子链取向，吸收能量，呈现屈服现象屈服主要特征8.2聚合物的断裂与强度8.2聚合物的断裂与强度8.2聚合物的断裂与强度8.2.1脆性断裂与韧性断裂 脆性断裂 韧性断裂8.2.1脆性断裂与韧性断裂8.2.1脆性断裂与韧性断裂①温度
——温度↘，断裂应力和屈服应力都↗，但屈服应力↗更快；当低于临界值Tb，出现脆性断裂；
——温度↗，断裂应力和屈服应力都↘，但屈服应力↘更快，当高于临界值Tb，出现屈服。T<Tb,先达到b，脆性断裂对材料一般使用温度为哪一段？②应变速率
——应变速率↘，断裂应力和屈服应力都↘，但屈服应力↘更快，使材料的韧性转变点移向高温，即Tb提高；
——应变速率↗，断裂应力和屈服应力都↗，但