影响强度韧性的因素.ppt

拉伸强度 影响拉伸强度的因素 1、链结构 强度取决于化学键和分子间力 2、结晶和取向 3、共聚和共混 5、应力集中物和内应力 7、温度 T↓ ， E↑ ，σb↑ ，σy↑，硬而脆 T↑， E ↓ ，σb ↓ ，σy↓，软而韧 研究发现：具有足够高M的大分子链完全有序平行伸展排列起来，可获得最高的强度和模量。 实践结果表明：通过控制高分子的凝聚态结构可大幅度提高聚合物的强度。 结构因素：结晶、交联、链刚性、M和MWD可用于任何影响因素的讨论。 聚合物的韧性 影响冲击强度的因素 1、链结构 韧性取决于分子间力及分子链柔顺性 2、结晶和取向 3、共聚和共混 * * * * b-试样厚度，d-试样宽度, P-最大载荷 断裂强度 Tensile strength 屈服强度 5.4 聚合物的断裂与强度 化学键拉断 分子间滑脱 分子间扯离 主要方式 化学键断裂所需力最大 分子间扯离所需力最小 通过断裂形式分析：分子之间相互作用大小对强度影响最大 5.4 聚合物的断裂与强度 高分子本身的结构 极性和氢键 链规整性 交联 链刚性 M及MWD 结晶与取向 共聚与共混 增塑、填料 成型加工过程 气泡 空洞 杂质 内应力 使用条件 热光氧老化 外力作用速度 温度及湿度 受力状态 5.5 聚合物的增强与增韧 影响强度的因素 5.5 聚合物的增强与增韧 极性 分子间作用力增大 链规整性 紧密堆砌，增大分子间作用力 拉 伸 强 度 支化 破坏链规整性；分子间作用力减小 交联 限制分子链间的滑移 链刚性 分子量 氢键 化学键力增大，如芳杂环 分子间作用力增大 5.5 聚合物的增强与增韧 结晶度↑ 结晶 球晶尺寸↓ 取向 拉伸强度 取向方向 拉伸强度↑ ，模量↑ 垂直取向方向 拉伸强度↓ ，模量↓ 5.5 聚合物的增强与增韧 4、增塑与填料 增塑剂 分子间相互作用下降 拉伸强度↓ 惰性填料：拉伸强度↓ 活性填料：拉伸强度↑ 纤维状填料：增强填料，提高拉伸强度 5.5 聚合物的增强与增韧 6、外力作用速度 缺陷 严重降低材料的拉伸强度 应力集中 外力作用速度↑， E↑，σb↑ ，σy↑ PMMA 结晶 交联 链刚性 强度 提高强度的三大法宝 5.5 聚合物的增强与增韧 5.5 聚合物的增强与增韧 冲击强度 Impact strength ——是衡量材料韧性的一种指标 冲断试样所消耗的功 冲断试样的厚度和宽度 5.4 聚合物的断裂与强度 ——曲线下的面积代表吸收能量 因素 强度 延展性 快速拉伸 ——分子间作用力 ——分子链柔顺性（适中） 5.4 聚合物的断裂与强度 高分子本身的结构 极性和氢键 链规整性 交联 链刚性 M及MWD 结晶与取向 共聚与共混 增塑、填料 成型加工过程 气泡 空洞 杂质 内应力 使用条件 热光氧老化 外力作用速度 温度及湿度 受力状态 5.5 聚合物的增强与增韧 影响韧性的因素 5.5 聚合物的增强与增韧 极性 阻碍链段运动，强迫高弹形变困难 链规整性 紧密堆砌，强迫高弹形变困难 韧性 支化 破坏链的规整性 交联 适度交联，韧性提高 链刚性 分子量 氢键 韧性 过度交联，材料变脆 5.5 聚合物的增强与增韧 结晶度 结晶 球晶尺寸 取向 韧性 双轴取向 韧性↑ 垂直取向方向 韧性↑ 5.5 聚合物的增强与增韧 4、增塑与填料 增塑剂 韧性↑ 5、应力集中物和内应力 大量同类小缺陷 裂缝，缺口，杂质等缺陷 韧性↓ 应力集中 韧性↑ 诱发银纹，吸收能量 5.5 聚合物的增强与增韧 6、外力作用速度和温度 外力作用速度↓ ，韧性↑ T 拉伸速率 T↑，韧性↑ 接近Tg时，冲击强度迅速增加 热固性材料的冲击强度受温度影响很小