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1、聚合物的粘弹性,普通粘、弹概念,粘象糨糊或胶水等所具有的、能使一个物质附着在另一个物体上的性质。,弹 弹簧：利用材料的弹性作用制得的零件，在外力作用下能发生形变（伸长、缩短、弯曲、扭转等），除去外力后又恢复原状。,形变对时间不存在依赖性,虎克定律,理想弹性体,应变在外力的瞬时达到平衡值，除去应力时，应变瞬时回复。,弹性模量,t1,t2,t1,t2,0,0,外力除去后完全不回复,牛顿流体,理想粘性液体,受外力应变随时间线性发展，当除去外力时形变不可回复。,粘度,t1,t,t2,0,t1,t,t2,0,0,e2,高聚物粘弹性,粘弹性是高聚物的一个重要特征，粘弹性附予高聚物优越的性能。高聚物材料表现
2、出弹性和粘性的结合。在实际形变过程中，粘性与弹性总是共存的。聚合物受力时，应力同时依赖于形变和形变速率，即具备固、液二性，其力学行为介于理想弹性体和理想粘性体之间。,弹性与粘性比较,弹性粘性,能量储存能量耗散,形变回复永久形变,虎克固体牛顿流体,模量与时间无关 模量与时间有关,E(,T) E(,T,t),7.1 聚合物的力学松弛现象,7.1.1 蠕变,在恒温下施加一定的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学现象。,高聚物蠕变性能反映了材料的尺寸稳定性和长期负载能力。,例如：软质PVC丝钩一定的法码，会慢慢伸长；解下法码，丝慢慢回缩。,理想弹性体和粘性体的蠕变和蠕变回复,对理想弹性体,对理
3、想粘性体,7.1.1 蠕变,（i）普弹形变（e1）：聚合物受力时，瞬时发生的高分子链的键长、键角变化引起的形变，形变量较小，服从虎克定律，当外力除去时，普弹形变立刻完全回复。,高分子材料蠕变包括三个形变过程：,7.1.1 蠕变,（ii）高弹形变（e2）聚合物受力时，高分子链通过链段运动产生的形变，形变量比普弹形变大得多，但不是瞬间完成，形变与时间相关。当外力除去后，高弹形变逐渐回复。,7.1.1 蠕变,（iii）粘性流动（e3）：受力时发生分子链的相对位移，外力除去后粘性流动不能回复，是不可逆形变。,7.1.1 蠕变,当聚合物受力时，以上三种形变同时发生,加力瞬间，键长、键角立即产生形变，形变
4、直线上升通过链段运动，构象变化，使形变增大分子链之间发生质心位移,t2,t1,7.1.1 蠕变,外力作用时间问题,作用时间短 ( t 小), 第二、三项趋于零,作用时间长( t大), 第二、三项大于第一项，当t，第二项 0 / E2 第三项（0t/),说明什么问题？,7.1.1 蠕变,线形和交联聚合物的蠕变全过程,形变随时间增加而增大，蠕变不能完全回复,形变随时间增加而增大，趋于某一值，蠕变可以完全回复,线形聚合物,交联聚合物,7.1.1 蠕变,蠕变与温度高低的关系：,只有在适当的外力作用下，Tg附近有明显的粘弹性现象。而T过低，外力过小，蠕变很小且很慢，在短时间不易觉察。而T过高，外力过大，形变发展很快，也觉察不到蠕变现象。只有在适当外力作用下，Tg以上不远，链段能够运动，内摩尔系阻力也较大，只能缓慢运动，可到明显的蠕变现象。蠕变有重要的实用性，考虑尺寸稳定性。,7.1.1 蠕变,如何防止蠕变？,关键：减少链的质心位移,链柔顺性大好不好？,链间作用力强好还是弱好？,交联好不好？,聚碳酸酯,聚甲醛,7.1.1 蠕变,7.1.2 应力松弛,在恒温下保持一定的恒定应变时，材料的应力随时间而逐渐减小的力学现象。,例如：拉伸一块未交联的橡胶，至一定长度，保持长度不变，随时间的增加，内应力慢慢减小至零。,
