《高分子物理》全套PPT課件

高分子物理全套PPT課件,高分子物理,高分子,物理,全套,PPT,課件 聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Chap 8 Yielding and Fracture of Polymer第八章第八章 聚合物的屈服與斷裂聚合物的屈服與斷裂教學(xué)內(nèi)容：教學(xué)內(nèi)容：聚合物的應(yīng)力聚合物的應(yīng)力應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 聚合物的屈服聚合物的屈服 聚合物的斷裂與強(qiáng)度聚合物的斷裂與強(qiáng)度重點(diǎn)要求：重點(diǎn)要求：會(huì)從聚合物應(yīng)力會(huì)從聚合物應(yīng)力應(yīng)變曲線獲取信息，掌握屈服和斷裂應(yīng)變曲線獲取信息，掌握屈服和斷裂現(xiàn)象及其機(jī)理、韌性和強(qiáng)度的影響現(xiàn)象及其機(jī)理、韌性和強(qiáng)度的影響 因素及增韌、增強(qiáng)方法因素及增韌、增強(qiáng)方法和機(jī)理。和機(jī)理。學(xué)習(xí)目的：學(xué)習(xí)目的：能從分子結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和屈服、斷裂特征上對(duì)材料的能從分子結(jié)構(gòu)、凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)和屈服、斷裂特征上對(duì)材料的韌性和強(qiáng)度進(jìn)行初步判斷，學(xué)會(huì)聚合物的增韌、增強(qiáng)方法，韌性和強(qiáng)度進(jìn)行初步判斷，學(xué)會(huì)聚合物的增韌、增強(qiáng)方法，以滿足其使用要求。以滿足其使用要求。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Yielding and Fracture of Polymer 第八章第八章 聚合物的屈服與斷裂聚合物的屈服與斷裂8.1 The stress-strain curves 應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線研究聚合物的極限性質(zhì)，即研究聚合物的極限性質(zhì)，即在較大外力的持在較大外力的持續(xù)作用續(xù)作用或或強(qiáng)大外力的短時(shí)作用強(qiáng)大外力的短時(shí)作用后，聚合物發(fā)生后，聚合物發(fā)生大大形變直至形變直至宏觀破壞宏觀破壞或或斷裂斷裂。Typical stress-strain curve for amorphous polymer at temperature below TgEngineering stress to engineering strain8.1.1 The stress-strain curves 應(yīng)力應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線 A 彈性極限應(yīng)變彈性極限應(yīng)變 A彈性極限應(yīng)力彈性極限應(yīng)力 B 斷裂伸長(zhǎng)率斷裂伸長(zhǎng)率 B斷裂強(qiáng)度斷裂強(qiáng)度 Y 屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力Y point:Yielding point 屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)A point:Point of elastic limit 彈性極限點(diǎn)彈性極限點(diǎn)B point:Breaking point 斷裂點(diǎn)斷裂點(diǎn)聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8斷裂能斷裂能 Fracture energyFracture energyStress-strainStress-strain曲線下面積稱(chēng)曲線下面積稱(chēng)作斷裂能：材料從開(kāi)始拉伸至作斷裂能：材料從開(kāi)始拉伸至破壞所吸收的能量。破壞所吸收的能量。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Youngs Modulus 楊氏模量楊氏模量聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8形變過(guò)程形變過(guò)程彈性形變彈性形變彈性形變彈性形變 -屈服屈服屈服屈服-應(yīng)變軟化應(yīng)變軟化應(yīng)變軟化應(yīng)變軟化-冷拉冷拉冷拉冷拉-應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化應(yīng)變硬化-斷裂斷裂斷裂斷裂從分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理解釋上述過(guò)程從分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理解釋上述過(guò)程從分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理解釋上述過(guò)程從分子運(yùn)動(dòng)機(jī)理解釋上述過(guò)程聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8從從應(yīng)力應(yīng)力應(yīng)變曲線可以獲得的被拉伸聚合物的信息應(yīng)變曲線可以獲得的被拉伸聚合物的信息 聚合物的屈服強(qiáng)度（聚合物的屈服強(qiáng)度（Y點(diǎn)強(qiáng)度）點(diǎn)強(qiáng)度）聚合物的楊氏模量（聚合物的楊氏模量（OA段斜率）段斜率）聚合物的聚合物的 斷裂強(qiáng)度（斷裂強(qiáng)度（B點(diǎn)強(qiáng)度）點(diǎn)強(qiáng)度）聚合物的斷裂伸長(zhǎng)率（聚合物的斷裂伸長(zhǎng)率（B點(diǎn)伸長(zhǎng)率）點(diǎn)伸長(zhǎng)率）聚合物的斷裂韌性（曲線下面積）聚合物的斷裂韌性（曲線下面積）聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.1.2 Stress-strain curves under various conditions 各種情況下的應(yīng)力各種情況下的應(yīng)力-應(yīng)變曲線應(yīng)變曲線(a)Different temperaturea:TTg c:TTg(幾十度幾十度)d:T接近接近Tgb:TTgTemperature 0C5070C70C050CExample-PVC,Tg=80脆斷脆斷 韌斷韌斷無(wú)屈服無(wú)屈服屈服后斷屈服后斷Results TT聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8(b)Different strain rateStrain rate時(shí)溫等效原理：拉伸速度快時(shí)溫等效原理：拉伸速度快=時(shí)間短時(shí)間短溫度低溫度低速度速度聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Example:PMMA聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8a:脆性材料脆性材料 c:韌性材料韌性材料d:橡膠橡膠b:半脆性材料半脆性材料酚醛或環(huán)氧樹(shù)脂酚醛或環(huán)氧樹(shù)脂PP,PE,PCPS,PMMANature rubber,PI(c)Composition of Polymers 物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成物質(zhì)結(jié)構(gòu)組成聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8(d)Crystallization 結(jié)晶結(jié)晶應(yīng)變軟化更應(yīng)變軟化更明顯明顯冷拉時(shí)晶片的傾斜、冷拉時(shí)晶片的傾斜、滑移、轉(zhuǎn)動(dòng)，形成滑移、轉(zhuǎn)動(dòng)，形成微晶或微纖束微晶或微纖束聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8(e)The Size of Spherulites 球晶大小球晶大小聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8(f)The Degree of Crystallization 結(jié)晶度結(jié)晶度聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8整個(gè)曲線可分為三個(gè)階段：整個(gè)曲線可分為三個(gè)階段：到到y(tǒng)點(diǎn)后，試樣截面開(kāi)始變得不均勻，出現(xiàn)點(diǎn)后，試樣截面開(kāi)始變得不均勻，出現(xiàn)“細(xì)頸細(xì)頸”。8.1.3晶態(tài)聚合物的應(yīng)力一應(yīng)變曲線晶態(tài)聚合物的應(yīng)力一應(yīng)變曲線 晶態(tài)聚合物晶態(tài)聚合物“冷拉冷拉”的原因：的原因：Tm以以下下，冷冷拉拉：拉拉伸伸成成頸頸（球球晶晶中中片片晶晶的變形）的變形）非非晶晶態(tài)態(tài)：Tg以以下下冷冷拉拉，只只發(fā)發(fā)生生分分子子鏈鏈的的取向取向晶態(tài)：晶態(tài)：Tm以下以下，發(fā)生結(jié)晶的破壞，取向，發(fā)生結(jié)晶的破壞，取向，再結(jié)晶過(guò)程，與溫度、應(yīng)變速率、結(jié)晶再結(jié)晶過(guò)程，與溫度、應(yīng)變速率、結(jié)晶度、結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。度、結(jié)晶形態(tài)有關(guān)。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8玻璃態(tài)聚合物的拉伸與結(jié)晶聚合物的拉伸相似之處：玻璃態(tài)聚合物的拉伸與結(jié)晶聚合物的拉伸相似之處：即即兩種拉伸過(guò)程均經(jīng)歷彈性變形、屈服、發(fā)展大形變以兩種拉伸過(guò)程均經(jīng)歷彈性變形、屈服、發(fā)展大形變以及應(yīng)變硬化等階段，其中大形變?cè)谑覝貢r(shí)都不能自發(fā)及應(yīng)變硬化等階段，其中大形變?cè)谑覝貢r(shí)都不能自發(fā)回復(fù)，而加熱后則產(chǎn)生回復(fù)，故本質(zhì)上兩種拉伸過(guò)程回復(fù)，而加熱后則產(chǎn)生回復(fù)，故本質(zhì)上兩種拉伸過(guò)程造成的大形變都是高彈形變。該現(xiàn)象通常稱(chēng)為造成的大形變都是高彈形變。該現(xiàn)象通常稱(chēng)為“冷拉冷拉”。兩種拉伸過(guò)程又有區(qū)別：兩種拉伸過(guò)程又有區(qū)別：即產(chǎn)生冷拉的溫度范圍不同，玻璃態(tài)聚合物的冷拉溫度即產(chǎn)生冷拉的溫度范圍不同，玻璃態(tài)聚合物的冷拉溫度區(qū)間是區(qū)間是Tb到到Tg，而結(jié)晶聚合物則為而結(jié)晶聚合物則為T(mén)g至至Tm；另一差別另一差別在于玻璃態(tài)聚合物在冷拉過(guò)程中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化比在于玻璃態(tài)聚合物在冷拉過(guò)程中聚集態(tài)結(jié)構(gòu)的變化比晶態(tài)聚合物簡(jiǎn)單得多，它只發(fā)生分子鏈的取向，并不晶態(tài)聚合物簡(jiǎn)單得多，它只發(fā)生分子鏈的取向，并不發(fā)生相變，而后者尚包含有結(jié)晶的破壞，取向和再結(jié)發(fā)生相變，而后者尚包含有結(jié)晶的破壞，取向和再結(jié)晶等過(guò)程。晶等過(guò)程。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8 8.1.4應(yīng)力一應(yīng)變曲線類(lèi)型應(yīng)力一應(yīng)變曲線類(lèi)型“軟軟”和和“硬硬”用于區(qū)分用于區(qū)分模量的低或高，模量的低或高，“弱弱”和和“強(qiáng)強(qiáng)”是指強(qiáng)度的大小，是指強(qiáng)度的大小，“脆脆”是指無(wú)屈服現(xiàn)象而是指無(wú)屈服現(xiàn)象而且斷裂伸長(zhǎng)很小，且斷裂伸長(zhǎng)很小，“韌韌”是指其斷裂伸長(zhǎng)和斷裂應(yīng)是指其斷裂伸長(zhǎng)和斷裂應(yīng)力都較高的情況，有時(shí)可力都較高的情況，有時(shí)可將斷裂功作為將斷裂功作為“韌性韌性”的的標(biāo)志。標(biāo)志。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Comparing聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.2 The plasticity and yielding of polymer 聚合物的塑性和屈服聚合物的塑性和屈服高聚物屈服點(diǎn)前形變是完全可以回復(fù)的，屈服點(diǎn)后高聚物屈服點(diǎn)前形變是完全可以回復(fù)的，屈服點(diǎn)后高聚物將在恒應(yīng)力下高聚物將在恒應(yīng)力下“塑性流動(dòng)塑性流動(dòng)”，即鏈段沿外力方，即鏈段沿外力方向開(kāi)始取向。向開(kāi)始取向。高聚物在屈服點(diǎn)的應(yīng)變相當(dāng)大，剪切屈服應(yīng)變?yōu)楦呔畚镌谇c(diǎn)的應(yīng)變相當(dāng)大，剪切屈服應(yīng)變?yōu)?0%-20%（與金屬相比）。（與金屬相比）。屈服點(diǎn)以后，大多數(shù)高聚物呈現(xiàn)應(yīng)變軟化，有些還屈服點(diǎn)以后，大多數(shù)高聚物呈現(xiàn)應(yīng)變軟化，有些還非常迅速。非常迅速。屈服應(yīng)力對(duì)應(yīng)變速率和溫度都敏感。屈服應(yīng)力對(duì)應(yīng)變速率和溫度都敏感。屈服發(fā)生時(shí)，拉伸樣條表面產(chǎn)生屈服發(fā)生時(shí)，拉伸樣條表面產(chǎn)生“銀紋銀紋”或或“剪切剪切帶帶”,繼而整個(gè)樣條局部出現(xiàn)繼而整個(gè)樣條局部出現(xiàn)“細(xì)頸細(xì)頸”。屈屈服服主主要要特特征征聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Strain softening 應(yīng)變軟化應(yīng)變軟化 彈性變形后繼續(xù)施加載荷，則產(chǎn)生塑性形變，稱(chēng)為彈性變形后繼續(xù)施加載荷，則產(chǎn)生塑性形變，稱(chēng)為繼續(xù)屈服，包括：繼續(xù)屈服，包括：應(yīng)變軟化：屈服后，應(yīng)變?cè)黾樱瑧?yīng)力反而有稍許應(yīng)變軟化：屈服后，應(yīng)變?cè)黾?，?yīng)力反而有稍許下跌的現(xiàn)象，原因至今尚不清楚。下跌的現(xiàn)象，原因至今尚不清楚。呈現(xiàn)塑性不穩(wěn)定性，最常見(jiàn)的為細(xì)頸。呈現(xiàn)塑性不穩(wěn)定性，最常見(jiàn)的為細(xì)頸。塑性形變產(chǎn)生熱量，試樣溫度升高，變軟。塑性形變產(chǎn)生熱量，試樣溫度升高，變軟。發(fā)生發(fā)生“取向硬化取向硬化”，應(yīng)力急劇上升。，應(yīng)力急劇上升。試樣斷裂。試樣斷裂。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8樣條尺寸：橫截面小的地方樣條尺寸：橫截面小的地方應(yīng)變軟化：應(yīng)力集中的地方應(yīng)變軟化：應(yīng)力集中的地方 出現(xiàn)出現(xiàn)“細(xì)頸細(xì)頸”的位置的位置細(xì)頸穩(wěn)定細(xì)頸穩(wěn)定取向硬化取向硬化 Considre作圖法作圖法唯象角度唯象角度 判據(jù)判據(jù)8.2.1 Necking 細(xì)頸與剪切帶細(xì)頸與剪切帶(1)細(xì)頸細(xì)頸:屈服時(shí)，試樣出現(xiàn)的局部變細(xì)的現(xiàn)象。屈服時(shí)，試樣出現(xiàn)的局部變細(xì)的現(xiàn)象。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Necking 頸縮現(xiàn)象頸縮現(xiàn)象為什么會(huì)出現(xiàn)細(xì)頸？為什么會(huì)出現(xiàn)細(xì)頸？應(yīng)力最大處。應(yīng)力最大處。哪里的應(yīng)力最大？哪里的應(yīng)力最大？聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8聚合物樣品在拉伸過(guò)程中出現(xiàn)細(xì)頸是聚合物樣品在拉伸過(guò)程中出現(xiàn)細(xì)頸是 的標(biāo)志，細(xì)頸的發(fā)展在微的標(biāo)志，細(xì)頸的發(fā)展在微觀上是分子中鏈段或晶片的觀上是分子中鏈段或晶片的 過(guò)程。過(guò)程。Engineering stress and true stress 工程應(yīng)力和真應(yīng)力工程應(yīng)力和真應(yīng)力Engineering stressTrue stressForceInitial cross-section areaForceCross-section areaRelationship between engineering stress and true stress under incompressible condition聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Considre 作圖法作圖法:在真應(yīng)力在真應(yīng)力-應(yīng)變曲線上應(yīng)變曲線上確定與工程應(yīng)力確定與工程應(yīng)力-應(yīng)變應(yīng)變屈服點(diǎn)屈服點(diǎn)Y Y所對(duì)應(yīng)的所對(duì)應(yīng)的B B點(diǎn)點(diǎn)。Y點(diǎn)聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8圖圖8-13、圖、圖8-14（2 2）剪切屈服現(xiàn)象、機(jī)理及判據(jù)）剪切屈服現(xiàn)象、機(jī)理及判據(jù)橫截面橫截面A A0 0,受到的受到的應(yīng)力應(yīng)力 0 0=F/A=F/A0 0拉伸中材料某個(gè)面受力分析拉伸中材料某個(gè)面受力分析剪切屈服：即在細(xì)頸發(fā)生前，剪切屈服：即在細(xì)頸發(fā)生前，試樣表面出現(xiàn)與拉伸方向成試樣表面出現(xiàn)與拉伸方向成4545度角的剪切帶。度角的剪切帶。WHYWHY？聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8斜截面斜截面A A 受受力力法向應(yīng)力法向應(yīng)力剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Discussion=0 n=0 s=0=45 n=0/2 s=0/2=90 n=0 s=0聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8抵抗外力的方式抵抗外力的方式抗張強(qiáng)度：抵抗拉力的作用抗張強(qiáng)度：抵抗拉力的作用抗剪強(qiáng)度：抵抗剪力的作用抗剪強(qiáng)度：抵抗剪力的作用兩兩種種當(dāng)應(yīng)力當(dāng)應(yīng)力 0增加時(shí)，增加時(shí)，法向應(yīng)力和切向應(yīng)力增大的幅度不同法向應(yīng)力和切向應(yīng)力增大的幅度不同抗張強(qiáng)度什么面最大？抗張強(qiáng)度什么面最大？=0，n=0抗剪強(qiáng)度什么面最大？抗剪強(qiáng)度什么面最大？=45，s=0/2聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8切應(yīng)力雙生互等定律切應(yīng)力雙生互等定律當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng) =45=45 時(shí)時(shí)時(shí)時(shí) s s=0 0/2/2 當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng) =-90-90 =-45=-45 時(shí)時(shí)時(shí)時(shí) s s=-=-0 0/2/2 發(fā)生屈服發(fā)生屈服發(fā)生屈服發(fā)生屈服屈服判據(jù)屈服判據(jù)屈服判據(jù)屈服判據(jù)雙軸拉伸雙軸拉伸雙軸拉伸雙軸拉伸屈服判據(jù)屈服判據(jù)屈服判據(jù)屈服判據(jù)當(dāng)當(dāng)當(dāng)當(dāng) =45=45 時(shí)時(shí)時(shí)時(shí)發(fā)生屈服發(fā)生屈服發(fā)生屈服發(fā)生屈服聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8 例（1）.已知材料的最大抗張強(qiáng)度為30MP，最大抗剪強(qiáng)度為20MP，試問(wèn)此材料是受張力破壞還是剪切作用下形變？解：=0，n=0 0=30MP 先，拉斷先，拉斷 =45，s=0/2 0=40MP（2）.已知材料的最大抗張強(qiáng)度為30MP，最大抗剪強(qiáng)度為10MP，試問(wèn)此材料是受張力破壞還是剪切作用下形變？解：=0，n=0 0=30MP =45，s=0/2 0=20MP 先，發(fā)生形變先，發(fā)生形變聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Shear band 剪切帶剪切帶在細(xì)頸出現(xiàn)之在細(xì)頸出現(xiàn)之前試樣上出現(xiàn)前試樣上出現(xiàn)與拉伸方向成與拉伸方向成45 角的剪切角的剪切滑移變形帶滑移變形帶聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8（3）Crazing 銀紋銀紋銀紋現(xiàn)象為銀紋現(xiàn)象為聚合物聚合物所特有，它是聚合物在所特有，它是聚合物在張應(yīng)力張應(yīng)力作用下，作用下，于材料某些薄弱地方出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生局部的塑性形于材料某些薄弱地方出現(xiàn)應(yīng)力集中而產(chǎn)生局部的塑性形變和取向，以至于在材料表面或內(nèi)部變和取向，以至于在材料表面或內(nèi)部垂直于垂直于應(yīng)力方向上應(yīng)力方向上出現(xiàn)長(zhǎng)度為出現(xiàn)長(zhǎng)度為100m、寬度為寬度為10 m左右、厚度約為左右、厚度約為1 m的微細(xì)凹槽的現(xiàn)象的微細(xì)凹槽的現(xiàn)象分類(lèi)分類(lèi)環(huán)境銀紋環(huán)境銀紋溶劑銀紋溶劑銀紋應(yīng)力銀紋應(yīng)力銀紋聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Microstructure of crazingMicrostructure of crazing銀紋銀紋微纖微纖 MicrofibrilMicrofibril微纖微纖平行于平行于外力外力方向，方向，銀銀紋長(zhǎng)度方向紋長(zhǎng)度方向與與外力外力垂直。垂直。也稱(chēng)為銀紋質(zhì)也稱(chēng)為銀紋質(zhì)聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8銀紋是在銀紋是在 力或力或 的作用下產(chǎn)生的，銀紋內(nèi)部存在的作用下產(chǎn)生的，銀紋內(nèi)部存在 ，其方向與外力方向其方向與外力方向 。銀紋方向和分子鏈方向銀紋方向和分子鏈方向銀紋不是空的，銀紋體的銀紋不是空的，銀紋體的密度為本體密度的密度為本體密度的50%50%，折光指數(shù)也低于聚合物本折光指數(shù)也低于聚合物本體折光指數(shù)，因此在銀紋體折光指數(shù)，因此在銀紋和本體之間的界面上將對(duì)和本體之間的界面上將對(duì)光線產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，呈光線產(chǎn)生全反射現(xiàn)象，呈現(xiàn)銀光閃閃的紋路（所以現(xiàn)銀光閃閃的紋路（所以也稱(chēng)應(yīng)力發(fā)白）。加熱退也稱(chēng)應(yīng)力發(fā)白）。加熱退火會(huì)使銀紋消失火會(huì)使銀紋消失 。F聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8銀紋的密度約為本體的銀紋的密度約為本體的 ，銀紋中分子鏈，銀紋中分子鏈 于銀紋的長(zhǎng)度方向，于銀紋的長(zhǎng)度方向，加熱退火會(huì)使銀紋加熱退火會(huì)使銀紋 。銀銀紋紋的的擴(kuò)擴(kuò)展展中間分子中間分子鏈斷裂鏈斷裂擴(kuò)展擴(kuò)展形成裂紋形成裂紋聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8銀紋和剪切帶均有分子鏈取向，吸收能量，銀紋和剪切帶均有分子鏈取向，吸收能量，呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象呈現(xiàn)屈服現(xiàn)象主要區(qū)別主要區(qū)別剪切屈服剪切屈服銀紋屈服銀紋屈服形變形變形變大幾十形變大幾十-幾百幾百%形變小形變小 10%10%曲線特征曲線特征有明顯的屈服點(diǎn)有明顯的屈服點(diǎn)無(wú)明顯的屈服點(diǎn)無(wú)明顯的屈服點(diǎn)體積體積體積不變體積不變體積增加體積增加力力剪切力剪切力張應(yīng)力張應(yīng)力結(jié)果結(jié)果冷拉冷拉裂縫裂縫一般情況下，材料既有銀紋屈服又有剪切屈服一般情況下，材料既有銀紋屈服又有剪切屈服聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8細(xì)頸、剪切帶和銀紋比較細(xì)頸、剪切帶和銀紋比較主要區(qū)別主要區(qū)別細(xì)頸、剪切帶細(xì)頸、剪切帶銀紋銀紋形變量形變量形變量大形變量大10-100%10-100%形變量小形變量小 10%10%曲線特征曲線特征有明顯的屈服點(diǎn)有明顯的屈服點(diǎn)無(wú)明顯的屈服點(diǎn)無(wú)明顯的屈服點(diǎn)體積體積體積幾乎不變體積幾乎不變體積增加體積增加主要相同點(diǎn)主要相同點(diǎn)能量能量吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量一般來(lái)講，既有銀紋屈服也有剪切屈服一般來(lái)講，既有銀紋屈服也有剪切屈服聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.3 聚合物的斷裂與強(qiáng)度聚合物的斷裂與強(qiáng)度強(qiáng)度是指物強(qiáng)度是指物質(zhì)抵抗破壞質(zhì)抵抗破壞的能力的能力張應(yīng)力張應(yīng)力張應(yīng)力張應(yīng)力拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度彎曲力矩彎曲力矩彎曲力矩彎曲力矩抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度抗彎強(qiáng)度壓應(yīng)力壓應(yīng)力壓應(yīng)力壓應(yīng)力壓縮強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度壓縮強(qiáng)度拉伸模量拉伸模量拉伸模量拉伸模量彎曲模量彎曲模量彎曲模量彎曲模量硬硬硬硬 度度度度如何區(qū)分如何區(qū)分?jǐn)嗔研问綌嗔研问剑筷P(guān)鍵看屈服關(guān)鍵看屈服屈服屈服前前斷斷脆脆性性斷裂斷裂屈服屈服后后斷斷韌韌性性斷裂斷裂聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.3.1 脆性斷裂與韌性斷裂脆性斷裂與韌性斷裂脆性脆性脆性脆性斷裂斷裂斷裂斷裂屈服前屈服前屈服前屈服前斷裂斷裂斷裂斷裂無(wú)塑性無(wú)塑性無(wú)塑性無(wú)塑性流動(dòng)流動(dòng)流動(dòng)流動(dòng)表面表面表面表面光滑光滑光滑光滑張應(yīng)力張應(yīng)力張應(yīng)力張應(yīng)力分量分量分量分量韌性韌性韌性韌性斷裂斷裂斷裂斷裂屈服后屈服后屈服后屈服后斷裂斷裂斷裂斷裂有塑性有塑性有塑性有塑性流動(dòng)流動(dòng)流動(dòng)流動(dòng)表面表面表面表面粗糙粗糙粗糙粗糙切應(yīng)力切應(yīng)力切應(yīng)力切應(yīng)力分量分量分量分量相比于脆性斷裂，韌性斷裂的斷裂面較為相比于脆性斷裂，韌性斷裂的斷裂面較為 斷裂伸長(zhǎng)率較斷裂伸長(zhǎng)率較試樣發(fā)生脆性或者韌性斷裂與材料組成有關(guān)，除此之外，同一試樣發(fā)生脆性或者韌性斷裂與材料組成有關(guān)，除此之外，同一材料是發(fā)生脆性或韌性斷裂還與溫度材料是發(fā)生脆性或韌性斷裂還與溫度T 和拉伸速度和拉伸速度 有關(guān)有關(guān)。光滑大小粗糙聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8材料的斷裂方式分析材料的斷裂方式分析聚合物材料的破壞可能是高分子主鏈的化學(xué)鍵斷裂或聚合物材料的破壞可能是高分子主鏈的化學(xué)鍵斷裂或聚合物材料的破壞可能是高分子主鏈的化學(xué)鍵斷裂或聚合物材料的破壞可能是高分子主鏈的化學(xué)鍵斷裂或是高分子分子間滑脫或分子鏈間相互作用力的破壞。是高分子分子間滑脫或分子鏈間相互作用力的破壞。是高分子分子間滑脫或分子鏈間相互作用力的破壞。是高分子分子間滑脫或分子鏈間相互作用力的破壞?；瘜W(xué)鍵拉斷化學(xué)鍵拉斷化學(xué)鍵拉斷化學(xué)鍵拉斷15000MPa15000MPa分子間滑脫分子間滑脫分子間滑脫分子間滑脫5000MPa5000MPa分子間扯離分子間扯離分子間扯離分子間扯離氫鍵氫鍵氫鍵氫鍵 500MPa500MPa范德華力范德華力范德華力范德華力 100MPa100MPa理論值理論值聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8在斷裂時(shí)三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷在斷裂時(shí)三種方式兼而有之，通常聚合物理論斷裂強(qiáng)度在幾千裂強(qiáng)度在幾千MPa，而實(shí)際只有幾十而實(shí)際只有幾十Mpa。WHY？e.g.e.g.PA,60 PA,60 MPaMPaPPO,70 PPO,70 MPaMPa理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差原因理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差原因理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差原因理論值與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相差原因樣條存在缺陷樣條存在缺陷樣條存在缺陷樣條存在缺陷應(yīng)力集中應(yīng)力集中應(yīng)力集中應(yīng)力集中聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8polymer based concrete containing spherical inorganic particles聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8fatigue（疲勞）（疲勞）fracture（斷裂面）（斷裂面）surface聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Comparing of brittle and ductile fractures（分析判斷）分析判斷）脆性斷裂脆性斷裂韌性斷裂韌性斷裂屈服屈服-線線 b斷裂能斷裂能斷裂表面斷裂表面斷裂原因斷裂原因無(wú)無(wú)有有無(wú)無(wú)有有線性線性非線性非線性線性線性非線性非線性小小大大小小大大小小大大小小大大平滑平滑粗糙粗糙平滑平滑粗糙粗糙法向應(yīng)力法向應(yīng)力剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力法向應(yīng)力法向應(yīng)力剪切應(yīng)力剪切應(yīng)力聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8脆韌轉(zhuǎn)變溫度脆韌轉(zhuǎn)變溫度 TbTb is also called brittle temperature.Brittle ductile transition 脆韌轉(zhuǎn)變脆化溫度，脆化點(diǎn)脆化溫度，脆化點(diǎn)在一定速率下（不在一定速率下（不同溫度）測(cè)定的斷同溫度）測(cè)定的斷裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力，裂應(yīng)力和屈服應(yīng)力，作作斷裂應(yīng)力斷裂應(yīng)力和和屈服屈服應(yīng)力應(yīng)力隨溫度的變化隨溫度的變化曲線曲線聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8斷裂應(yīng)力斷裂應(yīng)力和和屈服應(yīng)力屈服應(yīng)力誰(shuí)對(duì)應(yīng)變速率更敏感？誰(shuí)對(duì)應(yīng)變速率更敏感？聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8脆脆性斷裂和性斷裂和韌韌性斷裂判斷性斷裂判斷TTb,先達(dá)到先達(dá)到 y，韌韌性斷裂性斷裂聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Application對(duì)材料對(duì)材料一般使用溫度一般使用溫度為哪一段？為哪一段？T TbTb越低材料韌性越越低材料韌性越好好差差聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8TbTgThree statesTgTfTfTd聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Example PC聚碳酸酯聚碳酸酯Tg=150CTb=-20C室溫下易不易碎？室溫下易不易碎？聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Example PMMA聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯Tg=100CTb=90C室溫下脆還是韌？室溫下脆還是韌？聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Acrylic丙烯酸-PMMAThe influence on Tb（1）增加應(yīng)變速增加應(yīng)變速率率，脆化溫度如，脆化溫度如何變化？何變化？P235（2）存在缺口存在缺口，形成應(yīng)力集中，形成應(yīng)力集中，趨向于脆性，脆趨向于脆性，脆化溫度升高?；瘻囟壬?。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.3.2 Griffith crack theory斷裂理論斷裂理論為什么材料的實(shí)際強(qiáng)度為什么材料的實(shí)際強(qiáng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度？遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于理論強(qiáng)度？存在缺陷存在缺陷為什么在缺陷處為什么在缺陷處斷裂？斷裂？缺陷處應(yīng)力集中缺陷處應(yīng)力集中缺陷處應(yīng)力多大？缺陷處應(yīng)力多大？Griffith theory聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8無(wú)限大平板中橢圓形裂縫的應(yīng)力集中無(wú)限大平板中橢圓形裂縫的應(yīng)力集中考察橢圓周?chē)裁吹胤绞芰ψ畲?？考察橢圓周?chē)裁吹胤绞芰ψ畲?？?yīng)力集中處（多大？）應(yīng)力集中處（多大？）Ellipsoidab聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8公式表達(dá)公式表達(dá)對(duì)圓形，對(duì)圓形，a=b對(duì)橢圓，對(duì)橢圓，a增加，增加，b減小減小劇劇烈烈最終結(jié)果就是斷裂最終結(jié)果就是斷裂聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Griffith crack theory 斷裂理論斷裂理論討論什么時(shí)候裂紋開(kāi)始擴(kuò)展討論什么時(shí)候裂紋開(kāi)始擴(kuò)展E E-彈性儲(chǔ)存能彈性儲(chǔ)存能G Gc c-拉伸過(guò)程中材料所吸收的能量拉伸過(guò)程中材料所吸收的能量a a-裂縫長(zhǎng)度的一半裂縫長(zhǎng)度的一半裂縫擴(kuò)展的臨界應(yīng)力裂縫擴(kuò)展的臨界應(yīng)力Griffith從能量平衡的觀點(diǎn)分析斷裂從能量平衡的觀點(diǎn)分析斷裂過(guò)程，結(jié)果：過(guò)程，結(jié)果：聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8臨界應(yīng)力強(qiáng)度臨界應(yīng)力強(qiáng)度K1c和應(yīng)力強(qiáng)度因子和應(yīng)力強(qiáng)度因子K1Critical stress intensity KIcStress intensity factor KIE-彈性儲(chǔ)存能；彈性儲(chǔ)存能；Gc-拉伸過(guò)程中材料所吸收的能量拉伸過(guò)程中材料所吸收的能量為裂紋擴(kuò)展為裂紋擴(kuò)展阻力阻力為裂紋擴(kuò)展為裂紋擴(kuò)展動(dòng)力動(dòng)力力越強(qiáng)，力越強(qiáng)，大；裂縫越長(zhǎng)，大；裂縫越長(zhǎng)，a越大越大聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8aKps=IDiscussion臨界應(yīng)力強(qiáng)度臨界應(yīng)力強(qiáng)度KIc應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因子K1裂紋擴(kuò)展裂紋擴(kuò)展阻力阻力裂紋擴(kuò)展裂紋擴(kuò)展動(dòng)力動(dòng)力臨界應(yīng)力強(qiáng)度臨界應(yīng)力強(qiáng)度KIc應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因子K1裂紋裂紋穩(wěn)定穩(wěn)定臨界應(yīng)力強(qiáng)度臨界應(yīng)力強(qiáng)度KIc應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因子K1裂紋裂紋擴(kuò)展擴(kuò)展聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Exercise現(xiàn)有一塊有機(jī)玻璃現(xiàn)有一塊有機(jī)玻璃(PMMA)板，內(nèi)有長(zhǎng)度為板，內(nèi)有長(zhǎng)度為10mm的中的中心裂紋，該板受到一個(gè)均勻的拉伸應(yīng)力心裂紋，該板受到一個(gè)均勻的拉伸應(yīng)力=450*106N/m2的作用力。已知該材料的臨界應(yīng)力強(qiáng)的作用力。已知該材料的臨界應(yīng)力強(qiáng)度因子度因子KIc=84.7*106N/m2.m1/2,安全系數(shù)安全系數(shù)n=1.5,問(wèn)板材結(jié)問(wèn)板材結(jié)構(gòu)是否安全？構(gòu)是否安全？a=10mm/2=5*10-3m臨界應(yīng)力強(qiáng)度臨界應(yīng)力強(qiáng)度KIc應(yīng)力強(qiáng)度因子應(yīng)力強(qiáng)度因子K1裂紋裂紋穩(wěn)定穩(wěn)定聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂82/12636I/10*4.5610*5*10*450mmNK=-paKps=I8.4 聚合物的拉伸強(qiáng)度聚合物的拉伸強(qiáng)度 Tensile strengthb-試樣厚度，試樣厚度，d-試樣寬度試樣寬度P-最大載荷最大載荷8.4.1 拉伸強(qiáng)度及影響因素拉伸強(qiáng)度及影響因素?cái)嗔褟?qiáng)度斷裂強(qiáng)度屈服強(qiáng)度屈服強(qiáng)度聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8影響拉伸強(qiáng)度的因素影響拉伸強(qiáng)度的因素化學(xué)鍵拉斷化學(xué)鍵拉斷化學(xué)鍵拉斷化學(xué)鍵拉斷分子間滑脫分子間滑脫分子間滑脫分子間滑脫分子間扯離分子間扯離分子間扯離分子間扯離主要主要方式方式化學(xué)鍵斷化學(xué)鍵斷裂所需力裂所需力最大最大分子間扯分子間扯離所需力離所需力最小最小通過(guò)斷裂形式分析：分子之間相互作用大小對(duì)強(qiáng)度影響最大通過(guò)斷裂形式分析：分子之間相互作用大小對(duì)強(qiáng)度影響最大聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8考慮分子結(jié)構(gòu)因素考慮分子結(jié)構(gòu)因素極性基團(tuán)或氫鍵極性基團(tuán)或氫鍵主鏈上含芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)主鏈上含芳雜環(huán)結(jié)構(gòu)適度的交聯(lián)適度的交聯(lián)結(jié)晶度大結(jié)晶度大取向好取向好高高低低拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度 t高高低低加入增塑劑加入增塑劑高高低低高高低低高高低低高高低低缺陷存在缺陷存在高高低低聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8考慮外界因素考慮外界因素溫度高溫度高應(yīng)變速率大應(yīng)變速率大高高低低高高低低拉伸強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度 t聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.4.2 增強(qiáng)增強(qiáng) Reinforcement活性粒子（活性粒子（Powder）纖維纖維 Fiber液晶液晶 Liquid Crystal C，SiO2Glass fiber,Carbon fiberPolyester Filler填料增強(qiáng)途徑增強(qiáng)途徑聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8在聚合物基體中加入第二物質(zhì)，則形成在聚合物基體中加入第二物質(zhì)，則形成“復(fù)合材料復(fù)合材料”，通，通過(guò)復(fù)合來(lái)顯著提高材料力學(xué)強(qiáng)度的作用稱(chēng)為過(guò)復(fù)合來(lái)顯著提高材料力學(xué)強(qiáng)度的作用稱(chēng)為“增強(qiáng)增強(qiáng)”作用作用，能夠提高聚合物基體力學(xué)強(qiáng)度的物質(zhì)稱(chēng)為能夠提高聚合物基體力學(xué)強(qiáng)度的物質(zhì)稱(chēng)為增強(qiáng)劑或活性填增強(qiáng)劑或活性填料料?；钚蕴盍吓c惰性填料不同，后者在聚合物中起?；钚蕴盍吓c惰性填料不同，后者在聚合物中起稀釋作稀釋作用用，可降低材料的成本。，可降低材料的成本。（1）活性粒子增強(qiáng)）活性粒子增強(qiáng)Carbon black reinforcement橡膠橡膠+碳黑碳黑增強(qiáng)機(jī)理：活性粒子的活性表面吸附大分子，形成增強(qiáng)機(jī)理：活性粒子的活性表面吸附大分子，形成鏈間物理交聯(lián)，活性粒子起物理交聯(lián)點(diǎn)的作用。鏈間物理交聯(lián)，活性粒子起物理交聯(lián)點(diǎn)的作用。惰性填料怎么辦？例：惰性填料怎么辦？例：PVC+CaCO3，PP+滑石粉滑石粉使惰性填料變?yōu)榛钚蕴盍希夯瘜W(xué)處理或偶聯(lián)劑使惰性填料變?yōu)榛钚蕴盍希夯瘜W(xué)處理或偶聯(lián)劑聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8兩者在界面上的親和性越好，結(jié)合力越大，增強(qiáng)作用就越明顯。兩者在界面上的親和性越好，結(jié)合力越大，增強(qiáng)作用就越明顯。（2）纖維增強(qiáng)）纖維增強(qiáng)Glass steel boatglassy fiber+polyester增強(qiáng)機(jī)理：纖維填料在增強(qiáng)機(jī)理：纖維填料在橡膠輪胎和橡膠制品橡膠輪胎和橡膠制品中，作為中，作為骨架骨架幫幫助基體承擔(dān)載荷。纖維助基體承擔(dān)載荷。纖維填充塑料增強(qiáng)填充塑料增強(qiáng)的原因是依靠其的原因是依靠其復(fù)合作復(fù)合作用用，利用纖維的高強(qiáng)度以承受應(yīng)力，利用基體樹(shù)脂的塑性流，利用纖維的高強(qiáng)度以承受應(yīng)力，利用基體樹(shù)脂的塑性流動(dòng)及其與纖維的黏結(jié)性以傳遞應(yīng)力。動(dòng)及其與纖維的黏結(jié)性以傳遞應(yīng)力。例：尼龍例：尼龍+玻纖玻纖/碳纖維碳纖維/晶須晶須/硼纖維硼纖維增強(qiáng)效果與纖維的長(zhǎng)度、纖維與聚合物之間的界面粘接力有關(guān)增強(qiáng)效果與纖維的長(zhǎng)度、纖維與聚合物之間的界面粘接力有關(guān)聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Racing bicycleCarbon fiber聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8（3）液晶原位增強(qiáng)）液晶原位增強(qiáng)增強(qiáng)機(jī)理：熱致液晶中的液晶棒狀分子在共混物中形成微增強(qiáng)機(jī)理：熱致液晶中的液晶棒狀分子在共混物中形成微纖結(jié)構(gòu)而起到增強(qiáng)作用。由于微纖結(jié)構(gòu)是加工過(guò)程中由液纖結(jié)構(gòu)而起到增強(qiáng)作用。由于微纖結(jié)構(gòu)是加工過(guò)程中由液晶棒狀分子在共混物基體中就地形成的，故稱(chēng)做晶棒狀分子在共混物基體中就地形成的，故稱(chēng)做“原位原位”復(fù)合增強(qiáng)。這些液晶聚合物一般為熱致型主鏈液晶。復(fù)合增強(qiáng)。這些液晶聚合物一般為熱致型主鏈液晶。熱致液晶熱致液晶+熱塑性聚合物熱塑性聚合物共聚酯，共聚酯，聚芳酯聚芳酯聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.5 聚合物的韌性與增韌聚合物的韌性與增韌8.5.1 沖擊強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度 Impact strength是衡量材料韌性的一種指標(biāo)是衡量材料韌性的一種指標(biāo)沖斷試樣所消耗的功沖斷試樣所消耗的功沖斷試樣的厚度和寬度沖斷試樣的厚度和寬度增韌劑：增韌劑：elasticizer彈性增韌劑彈性增韌劑,plasticizer可塑可塑劑劑,softener柔順劑柔順劑聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Pendulum machine 擺錘沖擊機(jī)Charpy 簡(jiǎn)支梁簡(jiǎn)支梁Izod 懸臂梁懸臂梁聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.5.2 影響沖擊強(qiáng)度的因素影響沖擊強(qiáng)度的因素韌性好壞順序韌性好壞順序abcdcdbadcba曲線下的面積曲線下的面積代表所吸收能量代表所吸收能量因因素素強(qiáng)度強(qiáng)度延展性延展性請(qǐng)請(qǐng)判斷判斷聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8Discussion強(qiáng)度強(qiáng)度延展性延展性分子間作用力分子間作用力分子鏈柔順性分子鏈柔順性極性基團(tuán)或氫鍵極性基團(tuán)或氫鍵有支鏈結(jié)構(gòu)有支鏈結(jié)構(gòu)適度交聯(lián)適度交聯(lián)結(jié)晶度大結(jié)晶度大雙軸取向雙軸取向好好差差好好差差加入增塑劑加入增塑劑好好差差好好差差好好差差好好差差韌性韌性聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8外界因素外界因素溫度高溫度高應(yīng)變速率大應(yīng)變速率大好好差差好好差差沖擊強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度 i 即韌性即韌性聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.5.3 聚合物的增韌聚合物的增韌(1)橡膠增韌塑料橡膠增韌塑料橡膠橡膠增韌增韌塑料塑料e.gPVCCPE氯化聚乙烯氯化聚乙烯，PPEPDM增韌效果取決于分散相相疇大小和界面粘接力增韌效果取決于分散相相疇大小和界面粘接力,即兩者相容性即兩者相容性.聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂8橡膠增韌塑料的增韌機(jī)理橡膠增韌塑料的增韌機(jī)理銀紋機(jī)理：橡膠粒子作為應(yīng)力集中物誘發(fā)基體銀紋機(jī)理：橡膠粒子作為應(yīng)力集中物誘發(fā)基體產(chǎn)生銀紋而吸收能量。（一般脆性聚合物增韌產(chǎn)生銀紋而吸收能量。（一般脆性聚合物增韌為此機(jī)理，如：為此機(jī)理，如：PS/SBS，PMMA/ACR）銀紋銀紋剪切帶機(jī)理：橡膠粒子作為應(yīng)力集中物剪切帶機(jī)理：橡膠粒子作為應(yīng)力集中物,在外力作用下誘發(fā)大量銀紋和剪切帶在外力作用下誘發(fā)大量銀紋和剪切帶,吸收能量吸收能量.橡膠粒子和剪切帶控制和終止銀紋。橡膠粒子和剪切帶控制和終止銀紋。三軸應(yīng)力空化機(jī)理三軸應(yīng)力空化機(jī)理:基體與分散相界面呈現(xiàn)脫離基體與分散相界面呈現(xiàn)脫離狀態(tài)狀態(tài),在外力作用下發(fā)生三軸應(yīng)力致使分散相粒在外力作用下發(fā)生三軸應(yīng)力致使分散相粒子周?chē)栈漳芰孔又車(chē)栈漳芰?。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷?（2）剛性粒子增韌）剛性粒子增韌剛性有機(jī)粒子增韌：拉伸時(shí)，由于基體與分散相之剛性有機(jī)粒子增韌：拉伸時(shí)，由于基體與分散相之間的模量和泊松比差別致使基體對(duì)剛性粒子產(chǎn)生赤間的模量和泊松比差別致使基體對(duì)剛性粒子產(chǎn)生赤道面上的強(qiáng)壓力而發(fā)生脆韌道面上的強(qiáng)壓力而發(fā)生脆韌轉(zhuǎn)變，剛性粒子發(fā)生轉(zhuǎn)變，剛性粒子發(fā)生“冷流冷流”而吸收能量。而吸收能量。e.g PC/MBS剛性無(wú)機(jī)粒子增韌剛性無(wú)機(jī)粒子增韌:剛性粒子促使基體在斷裂過(guò)程剛性粒子促使基體在斷裂過(guò)程中產(chǎn)生塑性變形吸收能量中產(chǎn)生塑性變形吸收能量.e.g PVC+CaCO3剛性粒子增韌的條件是剛性粒子增韌的條件是:基體必須具有一定韌性基體必須具有一定韌性.聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂88.6疲勞疲勞疲疲勞勞：是是材材料料或或構(gòu)構(gòu)件件在在周周期期應(yīng)應(yīng)力力作用下斷裂或失效的現(xiàn)象。作用下斷裂或失效的現(xiàn)象。典典型型的的疲疲勞勞曲曲線線SN曲曲線線：S是是max，N是是材材料料破破壞壞時(shí)時(shí)的的應(yīng)應(yīng)力力循循環(huán)次數(shù)（疲勞壽命）。環(huán)次數(shù)（疲勞壽命）。聚合物的屈服和斷裂聚合物的屈服和斷裂879