流變學前三章ppt課件(更新版)

　　

【正文】 面的面積為 A/cos? t?＝ txcos?＝ ( f/A ) cos? t?分解為： t?的法向分量； t?的剪切分量 tn＝ txcos2? ts＝ txcos?sin? 均質性和各向同性 （ Homogeneousness and isotropy） 均質： 材料的性質是均勻的，即其性質與試樣采取的部位無關，反之則是非均質的 各向同性： 如果材料的性質與方向無關 兩種性質取決于實驗的規模與實驗的分析測試技術 第三章 線性彈性 虎克定律與彈性常數 虎克定律 : 應力 ?與應變 ?之間存在線性關系 ?=c? 彈性常數 線性彈性（ Linear elasticity）也稱為虎克彈性 拉伸或單軸壓縮（ Extension and uniaxial expansion） 拉伸實驗中，材料在受拉應力 ?作用下產生長度方向的應變 ?，根據虎克定律： ?=E? E表示材料的剛性。聚合物流變學系研究聚合物及其熔體的變形和流動特性。聚合物溶液和熔體的流動則可呈現線性粘性、非線性粘性、塑性、觸變性等 (2)高彈性 ?聚合物特有的流變行為 (3)時間依賴性 ?聚合物的變形或流動具有較強的時間依賴性，同一聚合物在短時間應力作用下呈現彈性變形，而在較長時間作用下呈現粘性變形 聚合物流變學的應用 聚合物廣泛應用于塑料、橡膠、纖維、薄膜和涂料等。 所加應力用壓力 P來表示 ， 則 各向同性壓縮 （ isotropic pression） P＝－ K△ V/V0 K為彈性常數，稱為 體積模量 （ Bulk modulus） B＝ 1/K △ V/V0=－ BP B為體積柔量（Bulk pliance） 由于 △ V/V＝ 3?， 故 P＝ － 3K? 簡單剪切實驗 （ Simple shear） ?＝ G? G為彈性常數，稱為 剪切模量 （ Shear modulus） J＝ 1/G ?＝ J? J稱為剪切柔量 （ Shear pliance） 線性彈性變形的特點 （ 1） 變形小 （ 2）變形無時間依賴性 （ 3）變形在外力移除后完全回復 （ 4）無能量損失（線性彈性稱為能彈性 ） （ 5） 應力與應變成線性關系 ?=E? 涉及聚合物分子中化學鍵的拉伸、鍵角變化和鍵旋轉，不涉及鏈段的運動或整個分子鏈的位移 后面講到的非線性彈性為熵彈性 圖 彈性常數之間的關系 E， G， K和 ?彈性常數不是相互獨立的 ， 而是相互有一定的關系 。 一般說 ， 結晶度愈高 ， K愈大 。首先，如果試樣的長度比其直徑大得多，由于兩端形狀不正規而造成的誤差可大大減少。 聚合物微晶的彈性模量的測定 應力的方向與 鏈的方向一致 形變是由于鍵的拉直產生 抗拉彈性模 量 (El)較高 應力的方向與 鏈的方向垂直 形變是分子鏈之間距離拉長產生 抗拉彈性模 量 (E2)較低 X射線法進行 E1的測定，在高度定向的纖維上加上應力，從試樣在加應力前后的 X射線衍射圖上他們測得晶格尺寸的變化，從面再根據一些假設，計算出 E1 一般， E1大約是 3 105MPa； E2則在 2 103～ 7 103MPa范圍內，可以推測，分子間力愈大， E2愈高 圖 聚合物內聚能（ Cohesive energy density）與 E2的關系 結晶聚合物的彈性模量 （ 1）與結晶度的關系 E隨結晶度增大而升高 ，但是 不同的聚合物， E對結晶度的依賴關系是不同的 ；有的聚合物 結晶度達 21％， E增加了約 100倍 ； 有的聚合物結晶度為 21％時， E只升高 10倍 （ 2）溫度依賴性 圖 聚乙烯的的 G， K， ? 的溫度依賴性 K的變化不大，與前面所講一致 G從 3 103MPa降為 3 102MPa，減少 10倍 ， 結晶聚合物的性狀在這一點上與高度交聯的無定形聚合物類似