高聚物屈服和断裂教案.ppt

HIPS中橡胶粒子对银纹的终止作用 J. Stabenow and F. Haaf, Die Ange. Makro. Chemie, 29, 1 (1973) 塑料增韧方法 HIPS：银纹厚度：2?m　最佳粒子尺寸：1－10 ?m ABS：银纹厚度：0.5?m 最佳粒子尺寸：0.1－1 ?m 塑料增韧方法 塑料增韧方法 塑料增韧方法 三轴应力空化机理 例如，PC／MBS、PC／PE等合金中，MBS、PE与PC不相容，基体与分散相界面呈脱离状态，在外力作用下发生三轴应力致使分散相粒子周围引起空化。这种空化作用也能吸收冲击能量。 疲劳 疲劳是材料或构件在周期应力作用下断裂或失效的现象是材料在实际使用中常见的破坏形式。在低于屈服应力或断裂应力的周期应力作用下，材料内部或其表面应力集中处引发裂纹并促使裂纹传播，从而导致最终的破坏。 疲劳曲线常称为S－N曲线 S是受载应力的极大值(即振幅)， N是达到材料破坏的应力循环次数(即周期数)，也叫做疲劳寿命。 一般热塑性聚合物的“疲劳极限”约为静态极限强度的1／5，增强塑料的这个比值略高一些，只有一些特殊聚合物如聚甲醛、聚四氟乙烯，这个比值为0.4-0.5。 Q and A 实际上这并不是高分子材料所特有的，如岩石也有。 问题：山为什么总是山形的？——剪切力作用，使土壤下滑造成的。 对一座花刚岩构成的山峰，它能无限增高吗？计算表明，在地球上，山的临界高度是11公里。如果某山超过了此限度，那么它就难以“稳如泰山”。巨大的剪应力会突破岩石的强度极限，从而导致山体的沉陷和崩塌。事实上，世界第一峰珠穆朗玛峰也只有不足9公里高。 屈服出现的原因：吸收能量。（在断裂前把能量耗散掉） 类似人受到的压力，需要舒缓。 问题：材料使用中希望不希望有银纹的出现？ —在使用中希望材料能先有屈服（在断裂前），从而有一预报过程，可以对材料进行更替 Tb= -20°C，低于室温 室温下易不易碎？不易 PMMA为非晶材料，透明性极佳。 但室温脆还是脆。所以必须增韧（加丁二烯）如SBS 相比于脆性断裂，韧性断裂的断裂面较为 粗糙 ，断裂伸长率较 大 ，并且在断裂之前存在 屈服 。 2003年期末考题： （7）对于脆性断裂，是材料的　法　（切，法）向应力先达到材料的　拉伸　　　（抗剪，拉伸）强度，试样不会发生　屈服　。因此断裂伸长率较　小　，断裂面较为　光滑　（光滑，粗糙），断裂能较　小　。 electron micrograph showing fracture surface of polymer based concrete containing spherical inorganic particles 银纹的存在必须低于某个稳定长度，超过后则开始银纹扩展 银纹的扩展： （1）click---中间分子链断裂(兰色） （2）click---扩展（绿色） （3）click---形成裂纹（紫色） Right--- Craze-band in PS (TEM) Left------Crazing with stress-whitening in a sample of ABS after bending 注意银纹与裂纹有区别：不是空的，银纹中有微纤 银纹不同与裂纹，里面有分子链相连，称为微纤或银纹质，此银纹质中有分子取向，因此银纹仍可承受一定的外力。 银纹是在 张 力或 溶剂 的作用下产生的，银纹内部存在 银纹质（微纤） ，其方向与外力方向 平行 。 2003年期末考题： （8）银纹内存在　银纹质（或微纤） 　和大量空隙，其密度为聚合物本体的　50%　　左右。银纹的长度方向与外力作用方向　垂直　　（平行，垂直）。 玻璃纤维增强（玻璃纤维与唤氧树脂）：一层玻璃纤维，一层环氧，刷出来。 受力主体变为纤维，因此纤维要搭接好。纤维是一种高度取向结构，从而强度好。 问题：玻璃纤维是一个方向好还是多向好？ 注意从生活中找灵感，如切菜的案板，用铁木的居多，但容易裂开，老一辈的会教你---用新鲜的肉皮切成一条，沿着外圈包起来，等肉皮逐渐干了，这个案板就会十分结实，不会再裂。与用纤维包扎气瓶十分类似。 此外，还要注意民间的一些方法。如2003年去苏州旅游，不慎在脸面受伤，缝了一针。刚回北京时，又肿又黑，担心疤痕 留我妈的一打牌的牌友罗阿姨---一个几乎没上过什么学的老太太跟我说（改长沙话）：莫急罗，摸点麻油就没时搭！---猜说什么：别急，摸一点香油就没有事啦！ 我呢，还是觉得听医生的为好，就化钱去医院，结果得到了一个68元钱一支的疤痕平，就是这支---给大家闻闻看！ 打开一闻，就是一股重重的麻油味道，只是做成了膏状。 PVC bag –reinforcement wit