《高分子物理》课程教学资源（PPT课件讲稿）第七章 聚合物的粘弹性 The Viscoelasticity of Polymers

第7章 聚合物的粘弹性 The viscoelasticity of Polymers

第7章 聚合物的粘弹性 The Viscoelasticity of Polymers

普涌粘、弹概念 于物体的弹性作用使之射出去 弹簧一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。 同黏: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

普通粘、弹概念 粘 – 同黏：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 – 由于物体的弹性作用使之射出去。 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

材料的粘、弹基本概念 叵定万或-静态 材料对外界作用力 的不同响应情况 变化力或形变-动态 小分子固体一弹性 小分子液体一粘性

材料的粘、弹基本概念 材料对外界作用力 的不同响应情况 典 型 小分子固体 – 弹性 小分子液体 – 粘性 恒定力或形变-静态 变化力或形变-动态

普弹性 弹性 Elasticity 高弹性 High elasticity 形变性能 粘性 应力松弛 静态 Deformation Viscosity Static 线性粘弹性 蠕变 unear 动态 滞后 viscoelasticity 粘弹性 Dynamic 力学损耗 viscoelasticit 非线性粘弹性 Non-Linear viscoelasticity

弹 性 粘弹性 非线性粘弹性 线性粘弹性 高弹性 普弹性 动 态 静 态 粘 性 Deformation 形变性能 Elasticity High elasticity Viscosity viscoelasticity Linear viscoelasticity Static Dynamic Non-Linear viscoelasticity 应力松弛 蠕 变 滞 后 力学损耗

Ideal elastic solid理想弹性体 理想弹性体受外力后,应变在加力的瞬时达到平衡值,除 去应力时,应变瞬时回复。 弹性模量E O Elastic modulus 虎克定律 Hooke's law E E 形变对时间不存在依赖性

形 变 对 时 间 不 存 在 依 赖 性  = E 虎克定律 Hooke’s law 弹性模量 E Elastic modulus Ideal elastic solid 理想弹性体 t1 t t 2 t1 t t 2 σ0 σ ε0 ε 0 0   E 理想弹性体受外力后，应变在加力的瞬时达到平衡值，除 去应力时，应变瞬时回复

Ideal viscous liquid理想粘性液体 理想粘性体受外力后,形变是随时间线性发展的,当除 去外力时形变不可回复。 O=7y=7 形外 oo 变力 粘度 n Viscosity 与除 时去 0t, 牛顿定律 Newton'slaw 间后 有完 关全 不

外 力 除 去 后 完 全 不 回 复 dt d  = = . 牛顿定律 Newton’s law Ideal viscous liquid 理想粘性液体 t1 t t 0 2 t1 0 t2 t σ0 σ  2 ε 粘度  Viscosity   1 η 形 变 与 时 间 有 关 理想粘性体受外力后，形变是随时间线性发展的，当除 去外力时形变不可回复

第B与路贫 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 E(G6们) E(o, E,,t 模量与时间无关 模量与时间有关

弹 性 与 粘 性 比 较 弹性 粘性 d dt    = E    = = 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)

高聚物粘弹性 the viscoelasticity of polymers 聚合物的形变与时间有关,但不成线性关系,两者 的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间,聚合物 的这种性能称为粘弹性。 Polymer P olver Idealviscous liquid egoooexealelastic solid 高聚物材料表现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

高聚物粘弹性 the viscoelasticity of polymers •高聚物材料表现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 聚合物的形变与时间有关，但不成线性关系，两者 的关系介乎理想弹性体和理想粘性体之间，聚合物 的这种性能称为粘弹性。   Ideal viscous liquid Polymer t  Polymer Ideal elastic solid

Comparison 0= const 理想粘性体 理想弹性体 线形高聚物 交联高聚物 0

Comparison  = const. 理想弹性体 理想粘性体 交联高聚物 线形高聚物 ε 0 t

7.1聚合物的力学松弛现象 高聚物力学性质随时间而变化的现象称为力学松 弛或粘弹现象。 静态粘弹性蠕变、应力松弛 粘弹性分类 1动态粘弹性滞后、内耗 粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性

7.1 聚合物的力学松弛现象 高聚物力学性质随时间而变化的现象称为力学松 弛或粘弹现象。 粘弹性分类 静态粘弹性 动态粘弹性 蠕变、应力松弛 滞后、内耗 粘弹性的本质是由于聚合物分子运动具有松弛特性