聚合物的屈服与断裂.pptx

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1、 聚合物的力学性能是其受力后的响应，如形变大小、形变的可逆性及抗破损性能等。在不同条件下聚合物表现出的力学行为：很大外力作用下表现为：极限力学行为（屈服、断裂）很大外力作用下表现为：极限力学行为（屈服、断裂）强度：材料所能承受的最大载荷，表征了材料的受力极限，在实际应用中具有重要的意义。包括抗张强度、冲击强度、弯曲强度、压缩强度、硬度。小外力作用下聚合物表现为：高弹性、粘弹性和流动性第1页/共102页聚合物的应力应变曲线聚合物的屈服与强度影响聚合物强度的因素聚合物改性途径和机理（自学)本章的主要内容第2页/共102页厚度d宽度bP图1 Instron 5569电子万能材料试验机（electro

2、nic material testing system）实验条件：一定温度下；试样在大外力F的作用下以一定拉伸速率拉伸。温度：非晶态聚合物Tb-Tg;晶态聚合物：Tg-Tm。8.1聚合物的拉伸行为第3页/共102页非晶态高聚物的应力-应变曲线非晶态高聚物的应力-应变曲线0yBYBBy第4页/共102页0yBYBBY我们先对这条曲线定义几个术语：2)Y点称为“屈服点”，“屈服应力 y”和“屈服伸长y”。3）B点称为“断裂点“，“断裂强度 b”和“断裂伸长率 b”。4)整个应力-应变曲线下的面积就是试样的断裂能。A1）A点称为“弹性极限点”，A 弹性极限应变，A弹性极限应力一、非晶态高聚物的应力-

3、应变曲线第5页/共102页从应力-应变曲线可以看出：以一定速率单轴拉伸非晶态聚合物，其典型曲线可分成五个阶段：弹性形变区，从直线的斜率可以求出杨氏模量，从分子机理来看，这一阶段的普弹性是由于高分子的键长、键角和小的运动单元的变化引起的,移去外力后这部分形变会立即完全恢复。第6页/共102页屈服（yield，又称应变软化点）点，超过了此点，冻结的链段开始运动。材料发生屈服，试样的截面出现“细颈”。此后随应变增大，应力不再增加反而有所下降应变软化。细颈:屈服时，试样出现的局部变细的现象。第7页/共102页强迫高弹形变区（冷拉阶段），随拉伸不断进行，细颈沿试样不断扩展直到整个试样都变成细颈，材料出现

4、较大变形。强迫高弹形变本质上与高弹形变一样，是链段的运动，但它是在外力作用下发生的。此时停止拉伸，去除外力形变不能恢复，但试样加热到Tg附近的温度时，形变可以缓慢恢复。第8页/共102页强迫高弹形变产生的原因或玻璃态下链段的运动是如何发生的？松弛时间与应力的关系：由上式可见，越大，越小，即外力降低了链段在外力作用方向上的运动活化能，因而缩短了沿力场方向的松弛时间，当应力增加致使链段运动松弛时间减小到与外力作用时间同一数量级时，链段开始由蜷曲变为伸展，产生强迫高弹变形。第9页/共102页 也就是在外力的作用下，非晶聚合物中本来被冻结的链段被强迫运动，使高分子链发生伸展，产生大的形变。但由于聚合物

5、仍处于玻璃态，当外力移去后，链段不能再运动，形变也就得不到回复，只有当温度升至Tg附近，使链段运动解冻，形变才能复原。第10页/共102页 处于玻璃态的非晶聚合物在拉伸过程中屈服点后产生的较大应变，移去外力后形变不能回复。若将试样温度升到其Tg附近，该形变则可完全回复，因此它在本质上仍属高弹形变，并非粘流形变，是由高分子的链段运动所引起的。这种形变称为强迫高弹形变又称塑性形变强迫高弹形变的定义第11页/共102页相同点：玻璃态聚合物在大应力条件下发生的这种高弹形变本质上与橡胶态聚合物的高弹形变是相同的，它们都是由链段运动所导致的高弹形变。讨论玻璃态聚合物的强迫高弹形变和橡胶高弹形变的异同：不同

6、点：（1）橡胶的高弹形变发生在Tg温度以上（橡胶态），链段本身就具有了运 动能力；因此在小应力下就可以发生大形变；（2）橡胶的高弹形变当外力去除后可以自动回复。（3）玻璃态聚合物的高弹形变发生在Tg温度以下（玻璃态），链段本身不 具备运动能力，只是在很大的应力下使链段的运动解冻了，才可以发 生大形变，而且这种大形变只有当加热到Tg温度附近时才可以回复。第12页/共102页应变硬化区，在应力的持续作用下，大量的链段开始运动，并沿外力方向取向，使材料产生大变形，链段的运动和取向最后导致了分子链取向排列，使强度提高。因此只有进一步增大应力才使应变进一步发展，所以应力又一次上升“应变硬化”。第13页/

7、共102页断裂试样均匀形变，最后应力超过了材料的断裂强度，试样发生断裂。第14页/共102页Conclusion：典型非结晶聚合物拉伸时形变经历普弹形变、应变软化（屈服）、塑性形变(plastic deformation )（强迫高弹形变）、应变硬化四个阶段。应力-应变曲线描述了材料在大外力作用下的形变规律。第15页/共102页 聚合物的屈服强度（Y点强度）聚合物的屈服伸长率（Y点伸长率）聚合物的杨氏模量（OA段斜率）聚合物的断裂强度（B点强度）聚合物的断裂伸长率（B点伸长率）聚合物的断裂韧性（曲线下面积）从曲线上可得评价聚合物力学性能的参数:第16页/共102页(1)温度a:TTg 脆断b:

8、TTg 屈服后断c:T y温度：TbTg补充：第37页/共102页（1）剪切带是韧性聚合物在单向拉伸至屈服点时出现的与拉伸方向成约45角倾斜的剪切滑移变形带（2）剪切带的厚度约1m，在剪切带内部，高分子链沿外力方向高度取向 剪切带内部没有空隙，因此，形变过程没有明显的体积变化（3）剪切带的产生与发展吸收了大量能量。同时，由于发生取向硬化，阻止了形变的进一步发展总结剪切带的特点：第38页/共102页（1）定义：银纹现象为聚合物所特有，是聚合物在张应力作用下，于材料的某些薄弱部分出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100m，宽度为10m左右，厚度为

9、1m的微细凹槽现象。（2）特征：银纹不是空的，银纹体的密度为本体密度的50%，折光指数也低于聚合物本体折光指数，因此在银纹和本体之间的界面上将对光线产生全反射现象，呈现银光闪闪的纹路（所以也称应力发白），高度取向的高分子微纤加热退火会使银纹消失（发生解取向）。银纹进一步发展裂缝脆性断裂。2.2.银纹屈服现象银纹屈服现象第39页/共102页银纹的扩展中间分子链断裂扩展形成裂纹第40页/共102页（3）.银纹与裂缝的区别：裂缝是空的，内部无聚合物；而裂纹内部并不是完全空的，含有40左右的聚合物仍然具有强度和粘弹现象称为银纹质。银纹处的密度低，折光指数低，故在界面上出现全反射现象。银纹具有可逆性，在

10、压力或者玻璃化温度以上退火时可回缩或者愈合，再拉伸时，它会出现。如果再受到拉伸作用，会变成裂缝，最后整个材料断裂。第41页/共102页张应力作用下的聚合物局部区域的塑性形变。在应力集中的区域分子链将受到较大的应力，导致沿应力方向高度取向，产生局部的冷拉，由于局部的高度拉伸应变（1000），造成了很大的横向收缩，这种局部的收缩要大于材料整体的横向收缩，结果在局部性的取向链束或片层间形成一定的空的体积，并在表面上出现凹槽。也可以发生在材料内部形成内银纹。另外：环境因素也可诱发银纹。（3）.银纹产生的机理：第42页/共102页4.产生银纹的结果：银纹可发展成裂缝，使材料的使用性能降低。银纹的产生可以

11、改善聚合物的力学性能，它在产生时吸收能量，提高了高聚物冲击强度。举例：抗冲击塑料：在塑料（PS）中引入橡胶分散相（Tg低，形成两相体系且边界黏着性好），橡胶颗粒在应力的作用下除了本身的形变外，还可以引起颗粒周围的塑料相产生很多银纹，银纹的产生和塑性形变，消耗了大量的冲击能量同时由一个颗粒边缘产生的银纹可在附近的另一个橡胶颗粒上终止，防止了银纹发展成裂缝从而抑制了材料破坏起到增韧的作用。下面总结：剪切和银纹屈服的特点第43页/共102页银纹和剪切带均为分子链取向，吸收能量，呈现屈服银纹和剪切带均为分子链取向，吸收能量，呈现屈服现象现象一般情况下，材料既有银纹屈服又有剪切屈服主要区别剪切屈服银纹屈

12、服材料形变材料形变大几十几百%材料形变小 10%应力-应变曲线特征有明显的屈服点无明显的屈服点材料体积体积不变体积增加应力剪切力张应力结果强迫高弹形变裂缝第44页/共102页如何区分断裂形式？关键看屈服屈服前断脆性断裂屈服后断韧性断裂 8.3 聚合物的断裂与强度第45页/共102页脆性断裂：与材料的弹性响应相联系，在断裂前试样形变均匀，断裂时，裂纹迅速垂直于应力方向，断裂面不显出明显的推迟形变，曲线是线性的，5%，形变的产生是由剪切应力引起的链段运动的结果第46页/共102页1.1.脆性断裂与韧性断裂脆性断裂与韧性断裂脆性断裂屈服前断裂无塑性流动表面光滑张应力韧性断裂屈服后断裂有塑性流动表面粗

13、糙切应力 试样发生脆性或者韧性断裂与材料组成有关，除此之外，同一材料是发生脆性或韧性断裂还与温度T 和拉伸速度 有关。第47页/共102页 PS试样脆性断裂表面的电镜照片 增韧改性PVC韧性断裂表面的SEM照片 脆性断裂和韧性断裂断口形貌 第48页/共102页脆性断裂韧性断裂屈服-线b断裂能断裂表面断裂原因无有无有线性非线性线性非线性小大小大小大小大平滑粗糙平滑粗糙法向应力 剪切应力法向应力剪切应力比较脆性断裂和韧性断裂比较脆性断裂和韧性断裂第49页/共102页脆韧转变温度脆韧转变温度 T Tb bTb脆化温度，脆化点在一定速率下（不同温度）测定的断裂应力和屈服应力，作断裂应力和屈服应力随温度

14、的变化曲线第50页/共102页断裂应力断裂应力和和屈服应力屈服应力谁对应变速率更敏感？谁对应变速率更敏感？因此，脆韧转变将随应变速率增加而移向高温，即在低应变速率时是韧性的材料，高应变速率时将会发生脆性断裂。第51页/共102页T TbTb越低材料韧性越好对材料一般使用温度为哪一段？第52页/共102页2.影响聚合物强度性能的因素凡是有利于提高材料的弹性模量、有利于增加断裂过程的表面功和增加分子稳定性的因素，都使材料的强度提高；凡是使材料形成弱点而增加应力分布的不均匀性的因素，都使材料的强度下降。聚合物材料内在结构因素：一次结构、二次结构和三次结构三个方面进行讨论。外在因素：温度、外力作用速度

15、。第53页/共102页一、一次结构：链节含有强极性基团或氢键的基团使得分子间作用力增大，拉伸强度提高聚合物聚合物PPPVCN-610N-66强度强度Pa2528506183链节的极性对polymer强度的影响第54页/共102页交联：适当交联，总是提高聚合物的强度，但如果交联度太大，会使其脆性太大而失去应用价值。交联剂当量浓度交联剂当量浓度0.10.31.02.53.58.0断裂强度断裂强度Pa6.471621.716.46.784.6 随着极性基团或氢键，强度，但密度大，阻碍链段的运动，不能产生强迫高弹形变脆性断裂第55页/共102页空间立构：结构规整和等规度高的聚合物因结晶而强度提高。无规

16、立构含量对PP性能影响无规立构含量无规立构含量抗张强度抗张强度Pa2.034.53.532.56.429第56页/共102页Conclution：交联、结晶、增加链的刚性（分子链本身的刚性加上分子间相互作用力）有利于聚合物强度和耐热性的提高。第57页/共102页支化：支化破坏了链的规整性结晶度降低，还增加了分子间的距离分子间力减小，都使强度降低。但是韧性有所提高。聚合物聚合物抗张强度抗张强度 b(%)支化程度支化程度LDPE715300支化多支化多HDPE212760支化少支化少 支化度对聚合物力学性能的影响第58页/共102页二、二次结构：链的刚性 高分子链刚性增加，聚合物强度增加，韧性下降

17、，像主链含有芳杂环结构的聚合物其强度和模量比脂肪族主链高。主链上含有大的侧基，刚性大。如PE 24.5N/m2，PS 35.260N/m2，PET 80N/m2第59页/共102页分子量与分子量分布：分子量是对高分子材料力学性能（包括强度、弹性、韧性）起决定性作用的结构参数。强度分子量当分子量很小时，强度随着分子量增加而增加，当分子量大到一定值，强度与分子量无关。第60页/共102页 聚合物的冲击强度随着分子量的增大而增大。一般认为分子量分布宽时，强度明显下降，这是因为低分子量的物质相当于增塑剂的缘故。分子量分布窄时刚好相反。理论解释：强度是由分子间作用力和化学键决定，分子间作用力具有加和性，

18、随着分子量的增加对应力应变曲线的影响增加，当分子量小时分子间作用力小于化学键，破坏发生在分子间，当分子量大到比化学键大时，破坏发生在化学键上，强度与分子量无关第61页/共102页三、三次结构：结晶度增加，强度增加韧性下降以PE为例。表8 聚乙烯强度与结晶度的关系结晶度结晶度（）（）657585断裂强度断裂强度14.41825断裂伸长断裂伸长500300100第62页/共102页晶体尺寸：表9 PP球晶尺寸与力学性能的关系球晶尺寸球晶尺寸（m）抗拉强度抗拉强度（N/m2）断裂伸断裂伸长长(%)1030050020225253012525小球晶：y、t、断裂伸长率高。大球晶：下降图22 球晶大小对

19、应力应变曲线的影响第63页/共102页结晶形态：同一类聚合物，伸直链强度最大，串晶次之，球晶最小。取向：可使材料强度提高几倍几十倍，对纤维和薄膜，取向是提高性能必不可少的措施。原因：取向后分子沿外力的方向有序排列，断裂时主价键比例增大，而使聚合物强度提高。注意：当外力与取向方向平行，强度高，垂直，强度低。应力集中:高聚物由于下列原因产生应力集中，尽管试样受力没有达到破坏的程度，但是局部应力集中可以超过聚合物的强度。使强度降低。第64页/共102页几何尺寸的不连续：空口，空隙，银纹，沟槽等材料的不连续：杂质负荷的不连续：挂一个重物，载体上各处受力的程度不同，挂的地方首先破坏。为了提高强度，必须消

20、除应力集中，如人们将纤维作的很细，以消除缺陷，裂纹。裂纹形状的影响：裂缝越尖，应力集中越严重，强度越低一般认为：裂缝椭圆圆加工方式的影响：将结晶聚合物淬冷或者加入成核剂，得到小而多的晶体，抗张强度提高，冲击强度提高。如PP脆，但是加入成核剂，韧性增大，还有用热处理可以提高强度。第65页/共102页增塑剂的影响：抗张强度降低，冲击性能提高。原因：能够同聚合物相容的小分子，是使分子链之间的相互作用减弱，分子链活动性增加。从而使材料的拉伸强度下降，冲击强度升高。第66页/共102页解决的方法：将丁二烯气体注入PVC粉末中，用60Co辐照，丁二烯就像树枝一样接在PVC主干上。在30时其强度比通常PVC

21、大50倍以上共聚和共混的影响：如PS很脆，但是与丙烯腈共聚所得聚合物的抗张强度冲击强度都提高。若进一步与丁二烯聚合，得到抗冲击强度很高的ABS 树脂PVC的低温性能很差，容易发脆第67页/共102页四、外力作用速度和温度的影响。高分子链运动的特点，有明显的时间、温度依赖性松弛特性，所以外力作用速度和温度对强度有明显的影响。Conclution：随温度的降低或拉伸速率的提高，t、y、E增大，断裂伸长率减少，聚合物的破坏方式由韧性趋向脆性破坏第68页/共102页A A、考虑分子结构因素、考虑分子结构因素极性基团或氢键主链上含芳杂环结构适度的交联结晶度大取向好高低拉伸强度t高低加入增塑剂高低高低高低

22、高低缺陷存在高低第69页/共102页B B、考虑外界因素、考虑外界因素温度高应变速率大高低高低拉伸强度t第70页/共102页Discussion极性基团或氢键有支链结构适度交联结晶度大双轴取向好差好差加入增塑剂好差好差好差好差韧性第71页/共102页外界因素外界因素温度高应变速率大好差好差冲击强度i 即韧性第72页/共102页增强增强 Reinforcement活性粒子（Powder）纤维 Fiber液晶 Liquid Crystal碳黑，SiO2Glass fiber,Carbon fiberPolyesterFiller填料增 强 途 径 （物理方法）8.4 聚合物的增强与增韧第73页/共

23、102页 填料同聚合物不相容，因此形成多相复合材料。加入填料的目的：活性填料：提高材料的强度。增强效果主要取决于填料的种类、尺寸、用量、表面性质（亲和性）以及填料在高分子基材中的分散状况惰性填料：加入廉价的填料降低成本。稀释作用，使材料强度降低。1、粉状填料增强第74页/共102页粉状填料：木粉，碳黑，轻质二氧化硅，碳酸镁，氧化锌同某些塑料和橡胶复合，可显著改善性能。例如：木粉加入酚醛树脂，可在很大范围内不降低拉伸强度，而大幅度提高冲击强度。原因：木粉吸收了一部分冲击能量而起到阻尼的作用。天然橡胶中添加20的胶体碳黑，拉伸强度可从16MPa,提高到20MPa。丁苯橡胶由于不能结晶，强度只有3.

24、5MPa，加入碳黑后，补强效果明显，可达2225MPa接近天然橡胶的水平。第75页/共102页补强原理：填料活性表面（羧基、酚基、醌基）同聚合物作用产生了附加的交联结构因此加入填料的增强效果同其在聚合物中浸润性关系很大，浸润性越大，补强越明显。举例：亲油的碳黑对橡胶的补强比普通的碳粉好的多。图23 化学交联与物理交联示意图 上图：化学交联 下图：物理吸附这些活性基团与橡胶大分子链接触，会发生物理的或化学的吸附。吸附有多条大分子链的炭黑粒子具有均匀分布应力的作用，当其中某一条大分子链受到应力时，可通过炭黑粒子将应力传递到其他分子链上，使应力分散。而且即便发生某一处网链断裂，由于炭黑粒子的“类交联

25、”作用，其他分子链仍能承受应力，不致迅速危及整体，降低发生断裂的可能性而起增强作用。第76页/共102页粉料用表面活性物质如脂肪酸、树脂酸处理，或用钛酸酯、硅烷等偶联剂处理，或在填料粒子表面化学接枝大分子等都有很好的效果。第77页/共102页2、纤维增强纤维状填料：棉，麻，丝，等天然纤维，玻璃纤维，碳纤维，石墨纤维，硼纤维，超细金属纤维与晶须纤维等基体：热塑性树脂、热固性树脂、橡胶类Glass steel boatglassy fiber+polyester第78页/共102页Carbon fiber第79页/共102页增强机理：纤维作为骨架帮助基体承担载荷界面的黏附性图24第80页/共102

26、页增强机理：热致液晶中的液晶棒状分子在共混物中形成微纤结构而到增强作用。由于微纤结构是加工过程中由液晶棒状分子在共混无物基体中就地形成的，故称做“原位”复合增强。带有柔性链段的热致液晶+热塑性聚合物共聚酯，聚芳酯Xydar,Vector,Rodrum3、高分子液晶增强剂随着增强剂含量的增加，聚合物的弹性模量和拉伸强度增加，而断裂伸张率下降。由韧性向脆性转变。第81页/共102页冲击强度:试样在受到冲击载荷W的作用下单位断面面积（或单位缺口长度）所消耗的能量。是表征材料韧性的一种强度指标 悬臂梁冲击试验（含无缺口和有缺口两种试样）简支梁冲击试验（含无缺口和有缺口两种试样）落重式冲击试验高速拉伸试

27、验一、常用的冲击试验方法有：增韧 Reinforcement第82页/共102页Charpy Impact Strength 简支梁冲击强度图25 简支梁式冲击试验机（Charpy）示意图冲断试样所消耗的功冲断试样的厚度和宽度KJ/m2第83页/共102页图26 材料拉伸实验的应力-应变曲线 拉伸断裂实验中，材料拉伸应力-应变曲线下的面积（下图）相当于试样拉伸断裂所消耗的能量，也表征材料韧性的大小。断裂强度 高和断裂伸长率 大的材料韧性也好。但这个能量与抗冲击强度不同。不同在于，两种实验的应变速率不同，拉伸实验速率慢而冲击速率极快；拉伸曲线求得的能量为断裂时材料单位体积所吸收的能量，而冲击实验

28、只关心断裂区表面吸收的能量。第84页/共102页二、常用的增韧方法：弹性体增韧刚性有机粒子增韧超细无机粒子增韧第85页/共102页Rubber toughening 橡胶增韧达到良好增韧效果的条件 a、橡胶相作为分散相存在 b、橡胶相与塑料相有良好的界面粘接力 c、橡胶相的Tg远低于使用温度第86页/共102页图28第87页/共102页掌握内容：1、非晶态、结晶聚合物在不同温度下的拉伸应力应变特性（-曲线）及强迫高弹形变与冷拉的概念，并从分子运动解释。2、聚合物的屈服现象，何谓剪切屈服？何谓银纹屈服？3、聚合物的宏观断裂方式4、影响聚合物拉伸强度的因素及对-曲线的影响 5、影响高聚物的抗冲击强

29、度和脆韧转变的因素。理解内容：1、高聚物的断裂理论及裂纹应力集中效应2、增强的途径与机理3、增韧改性和增韧机理4、测量材料冲击强度的实验方法第88页/共102页不同温度下测定的PMMA的应力应变曲线。不同应变速率下测定的HDPE的应力应变曲线取向聚合物在不同方向拉伸时的应力应变曲线。2.试述橡胶增韧脆性PS的机理，并画出增韧前后的应力-应变曲线。3.试解释下列术语；屈服现象与屈服点，银纹，脆化温度与强迫高弹形变4.PE和全同立构的PP都是塑料，为什么共聚物可以制成乙丙橡胶？1.画出下列力学实验曲线并指出特点。习题：第89页/共102页5.说明SBS嵌段共聚物的聚集态结构，并从结构角度考虑说明它

30、的玻璃化转变温度、动态力学性能，拉伸强度透明性的特点。1）SBS是室温下呈橡胶弹性，在120时是熔融体可塑性成型的弹性体，所以叫热塑性弹体。凝聚态为两相结构，两端为PS，是塑料相，中间为PB，是橡胶相，PS聚集在一起形成微区，为分散相（PS团簇），PB为连续的橡胶相。在室温时，PS的Tg高于室温，使分子链两端变硬，起物理交联的作用，阻止聚合物链的冷流，而PB的Tg低于室温，仍具有弹性。加热时，PS相被破坏，可以流动成型具有热塑性。第90页/共102页图29 SBS热塑性弹性体的聚集态结构示意图第91页/共102页2）Tg：由于两相互不相容，因此共聚物具有各自的玻璃化转变温度。无规共聚丁苯橡胶只

31、有一个。3）动态力学性能：因为有两个玻璃化转变温度，所以有两个内耗峰。内耗T-73100图30第92页/共102页4）.拉伸强度：SBS嵌段共聚物中PS含量达到28时，应力应变行为接近天然橡胶，应力应变曲线与其相似。拉伸强度超过丁苯橡胶（无规共聚）图31第93页/共102页6.填空：高弹形变时模量随着温度增加而 变小 这是因为 分子链运动的能量升高，松弛时间变短.在室温下橡胶的松弛时间比塑料 短 。增强塑料是指 在聚合物基体中加入第二种物质提高聚合物强度而得到的材料，最常用的增强填料是 木粉，碳黑，轻质二氧化硅，新型高强度填料是碳纤维，石墨纤维，硼纤维，超细金属纤维与晶须纤维。第94页/共10

32、2页7、将下列曲线对应的字母填入右边的括弧中（A）TTb（D）TTgABCD图32非晶聚合物不同温度下的曲线第95页/共102页8.判断题：同一高聚物在不同温度下断裂强度不同（对）线性柔性非晶态聚合物只能发生韧性断裂（错）脆性断裂是发生在屈服点之前，断裂面光滑，韧性断裂发生在屈服点之后，断裂面粗糙。（对）在室温下橡胶只能发生高弹形变，塑料只能发生普弹形变（错）凡是玻璃化温度低于室温的都可以作橡胶使用（错）第96页/共102页在用膨胀计测定玻璃化转变温度时，升温速度越快得到的玻璃化温度越高，因此降温速度越快，得到的玻璃化温度较低。（错）结晶高聚物的晶区的尺寸要大于高分子链长度。（错）分子在晶体中

33、是规整排列的，因此要求聚合物的链柔性要好，规整性和等规度高，所以只有等规立构的高分子能够结晶，无规立构高分子的不能结晶。（错）举例：一些无规立构的聚合物如聚乙烯醇(结晶度达30%）聚三氟氯乙烯（结晶度达90%以上）等均能结晶。两种尼龙无规共聚,能结晶。（对）第97页/共102页9.研究聚合物大的形变，主要用什么方法？说明聚合物两种断裂的特点，并画出两种断裂的应力应变曲线常采用拉伸实验法，即在一定的时间和温度下，拉伸聚合物试样，作应力应变曲线，由曲线可以得到E，极限伸长率和抗张强度，再根据断裂前是否发生屈服来判断材料是韧性还是脆性然后根据应力应变曲线下的面积求得断裂功，它是材料韧性得基本特征量。

34、第98页/共102页作业：1、2、3、78-7.下列几种高聚物的冲击性能如何？如何解释？（T Tg）（1）聚苯乙烯；（2）聚苯醚；（3）聚碳酸酯；（4）ABS；（5）聚乙烯。解:（1）聚苯乙烯：因主链挂上体积庞大的侧基苯环，使之成为难以改变构象的刚性链，使得冲击性能不好，为典型的脆性聚合物。（2）聚苯醚：链节为，因主链含有刚性的苯环，故为难以改变构象的刚性链，冲击性能不好。（3）聚碳酸酯：链节为，由于主链中 在-120可产生局部模式运动，称之为 转变。在 T Tg时，由于外力作用，转变吸收冲击能，使聚合物上的能量得以分散，因此冲击能好，在常温下可进行冷片冲压成型，即常温塑性加工。第99页/共1

35、02页（5）ABS：聚苯乙烯很脆，引进A（丙烯腈单体）后使其抗张强度和冲击强度得到提高，再引进B（丁二烯单体），进行接枝共聚，使其冲击强度大幅度提高。因ABS具有多相结构，枝化的聚丁二烯相当于橡胶微粒分散在连续的塑料相中，当材料受到冲击时，橡胶相除了本身的形变外，还相当于大量的应力集中物，它们可以引发大量的银纹，从而能吸收大量的冲击能，所以冲击性能好。（6）聚乙烯：由于聚乙烯链节结构极为规整和对称，体积又小，所以聚乙烯非常容易结晶，而且结晶度比较高。由于结晶限制了链段的运动，使之柔性不能表现出来，所以冲击性能不好。高压聚乙烯由于支化多，破坏了链的规整性，结晶度低些，冲击性能稍好些。第100页/共102页Thank you!第101页/共102页感谢您的观看。第102页/共102页