第七章聚合物的屈服与断裂 赵金平
第七章 聚合物的屈服与断裂 赵金平
14、假如从实验得到如下一些高聚物的热一机械曲线，如下图，试问它 们各主要适合作什么材料（如塑料、橡胶、纤维等)？为什么？ 2060100140180T -60 20 210T 80100 解：A.塑料，由于其室温为玻璃态，Tg远高于室温。 B.橡胶，由于室温为高弹态，而且高弹区很宽。 C.纤维，由于是结晶高分子，熔点在210°℃左右。（当然大多数用作纤维的高分 子也可作为塑料) D.塑料，但经过增塑后可用作橡胶或人造皮革，例如PVC。这是由于室温下为玻 态，但Tg比室温高不多，可通过加入增塑剂降低Tg使之进入高弹态
14、假如从实验得到如下一些高聚物的热 －机械曲线，如下图，试问它 们各主要适合作什么材料（如 塑料、橡胶、纤维等）？为什么？ 解：A.塑料，由于其室温为玻璃态，Ｔg远高于室温。 B.橡胶，由于室温为高弹态，而且高弹区很宽。 C.纤维，由于是结晶高分子，熔点在 210℃左右。（当然大多数用作纤维的高分 子也可作为塑料） D.塑料，但经过增塑后可用作橡胶或人造皮革，例如PVC。这是由于室温下为玻璃 态，但Ｔg比室温高不多，可通过加入增塑剂降低 Ｔg使之进入高弹态
试题分析 1、银纹具有可逆性。（) √ 2、随着应变速率的增加，高分子材料的脆性转变温度将（)B A.不变B.升高C.降低 3、PP中加入以下哪种物质时，可起到增强作用？() A A.玻纤.；B.碳酸钙；C.PE 4、在聚合物中加入增塑剂，可以使() CE A,拉伸强度提高B.模量提高C.冲击强度提高D.玻璃化温度提 高E.粘流温度下降。 5、银纹可以闭合，而裂纹不可以闭合。（) X
试题分析 1、银纹具有可逆性。（） 2、随着应变速率的增加，高分子材料的脆性转变温度将（） Ａ．不变 Ｂ．升高 Ｃ．降低 3、 ＰＰ中加入以下哪种物质时，可起到增强作用？（） Ａ．玻纤．； Ｂ．碳酸钙； Ｃ．ＰＥ √ B A 4、在聚合物中加入增塑剂，可以使（） Ａ．拉伸强度提高 Ｂ．模量提高 Ｃ．冲击强度提高 Ｄ．玻璃化温度提 高 Ｅ．粘流温度下降。 CE 5、银纹可以闭合，而裂纹不可以闭合。（） ×
6、i 画出聚合物的典型应力一应变曲线，并在曲线上标出下列每一项： a.抗张强度；b伸长率；c.屈服点，d.模量. c、屈服点 d 抗张强度 斜率为模量 b、伸长率
6、画出聚合物的典型应力—应变曲线，并在曲线上标出下列每一项： ａ．抗张强度；ｂ伸长率；ｃ．屈服 点，ｄ．模量．
7、图（a)至（d)为四种不同高分子材料拉伸时的应力一应变 曲线.试分析这四种聚合物力学性能的特征、结构特点和使用范围。 50016001500 20406080 4种高分子材科的应力-应变曲线 (a)材料硬而韧，为极性或刚性高分子链，适做工程塑料； (b)材料软而韧，为硫化的弹性体，适做橡胶（或软PVC); (c)材料软而弱，为未硫化橡胶，无多大实际应用； (d)材料硬而强，可做硬塑料（如硬PVC)
7、图（ａ）至（ｄ）为四种不同高分子材料拉伸时的应力 －应变 曲线．试分析这四种聚合物力学性能的 特征、结构特点和使用范围。 (a)材料硬而韧，为极性或刚性高分子链，适做工程塑料; (b)材料软而韧，为硫化的弹性体，适做橡胶(或软 PVC); (c)材料软而弱，为未硫化橡胶，无多大实际应用； (d)材料硬而强，可做硬塑料（如硬 PVC）
8、何谓聚合物的屈服现象？在外力作用速度一定的条件下，屈服 应力与温度有什么关系？并解释其原因。 解：以应力应变曲线上，随着应变的提高，应力出现极大值，随后 应力下降，这个极大值称为屈服点，屈服前的应力随应变呈现下 线比关系，表现为虎克弹性。T远低于Tg,不屈服，脆断；低于Tg ,屈服很少，然后断裂；低于Tg几十度，韧断；接近Tg,无屈服， 表现高弹态，应变随应力增大而增大
8、何谓聚合物的屈服现象？在外力作用速度一定的条件下，屈服 应力与温度有什么关系？并解释其原因。 解：以应力应变曲线上，随着应变的提高，应力出现极大值，随后 应力下降，这个极大值称为屈服 点，屈服前的应力随应变呈现下 线比关系，表现为虎克弹性。Ｔ远低于Tg，不屈服，脆断；低于Tg ，屈服很少，然后断裂；低于Tg几十度，韧断；接近Tg，无屈服， 表现高弹态，应变随应力增大而增大
9、说明高聚物中两种断裂的特点，并画出两种断裂的应力一应变曲线。 解：高聚物的破坏有两种形式，脆性断裂和韧性断裂。脆和韧是借助日常生活用 语，没有确切的科学定义，只能根据应力一应变曲线和断面的外貌来区分。若 深入研究，两种有以下不同：()韧性断裂特点：断裂前对应塑性；沿长度方向的 形变不均匀，过屈服点后出现细颈；断裂伸长较大；断裂时有推迟形变；应力与 应变呈非线性，断裂耗能大；断裂面粗糙无凹槽；断裂发生在屈服点后，一般由 剪切分量引起；对应的分子运动机理是链段的运动。(2)脆性断裂：断裂前对应 弹性；沿长度方向形变均匀，断裂伸长率一般小于5%；断裂时无推迟形变，应 力一应变曲线近线性，断裂能耗小；断裂面平滑有凹槽；断裂发生在屈服点前； 一般由拉伸分量引起的；对应的分子机理是化学键的破坏。脆性断裂与韧性断 裂的应力-应变曲线见下图。 脆性断裂 韧性断裂 应变
9、说明高聚物中两种断裂的特点，并画出两种断裂的应力 －应变曲线。 解：高聚物的破坏有两种形式，脆性断裂和韧性断裂。脆和韧是借助日常生活用 语，没有确切的 科学定义，只能根据应力 －应变曲线和断面的外貌来区分。若 深入研究，两种有以下不同：(1)韧性断裂特点：断裂前对应塑性；沿长度方向的 形变不均匀，过屈服点后出现细颈；断裂伸长 较大；断裂时有推迟形变；应力与 应变呈非线性，断裂耗能大；断裂面粗糙无凹槽；断裂发生在屈 服点后，一般由 剪切分量引起；对应的分子运动机理是链段的运动。（2）脆性断裂：断裂前对应 弹性；沿长度方向形变均匀，断裂伸长率一般小于 5％；断裂时无推迟 形变，应 力 －应变曲线近线性，断裂能耗小；断裂面平滑有凹槽；断裂发生在屈服点前； 一般由拉伸分 量引起的；对应的分子机理是化学键的破坏。 脆性断裂与韧性断 裂的应力-应变曲线见下图
第八章聚合物的黏弹性 赵金平
第八章 聚合物的黏弹性 赵金平
1、PVC制成的雨衣挂在墙上会随着时间的增加而变长，这是由于PVC发生 了蠕变造成的。()√ 2、硫化橡胶试样在周期性交变拉伸作用下，应变落后于应力变化的现象 称为滞后现象，对应于同一应力值，回缩时的应变落后于拉伸时的应变。 拉伸曲线下的面积表示拉伸时对外做的功，回缩曲线下的面积表示回缩时 做的功，两个面积之差表示力学内耗。 3、对于聚合物的粘弹性来说，增加外力频率和缩短观察时间是等效 的。() 4、PS的玻璃化转变温度约为105℃，则()。B A.55C时的内耗最大；B.105C时的内耗最大；C.135C时的内耗最大
1、PVC制成的雨衣挂在墙上会随着时间的增加而变长，这是由于PVC发生 了蠕变造成的。（） 2、硫化橡胶试样在周期性交变拉伸作用下，应变落后于应力变化的现象 称为滞后现象，对应于同一应力值，回缩时的应变落后于拉伸时的应变。 拉伸曲线下的面积表示拉伸时对外做的功，回缩曲线下的面积表示回缩时 做的功，两个面积之差表示力学内耗。 √ 3、对于聚合物的粘弹性来说，增加外力频率和缩短观察时间是等效 的。（） √ 4、PS的玻璃化转变温度约为105℃，则（）。 Ａ．55℃时的内耗最大； Ｂ．105℃时的内耗最大； Ｃ.135℃时的内耗最大 B
5、讨论相对分子质量、交联及缠结数对蠕变实验的影响。 增加相对分子质量 增加交联度 相对分子质量Mw= (刚刚校联) 非常高度交联 相对分子质量和交联对蠕变的影响 a.相对分子质量：低于Tg时，非晶聚合物的蠕变行为与相对 分子质量无关，高于Tg时，非晶或未交联的高聚物的蠕变受 相对分子质量影响很大，这是因为蠕变速率首先决定于聚合物 的黏度，而黏度又决定于相对分子质量。相对分子质量较大 (黏度较大)蠕变速率较小
5、讨论相对分子质量、交联及缠结数对蠕变实验的影响。 相对分子质量和交联对蠕变的影响 a.相对分子质量：低于Ｔg时，非晶聚合物的蠕变行为与相对 分子质量无关，高于Ｔg时，非晶或未交联的高聚物的蠕变受 相对分子质量影响很大，这是因为蠕变速率首先决定于聚合物 的黏度，而黏度 又决定于相对分子质量。相对分子质量较大 （黏度较大）蠕变速率较小