(9.21)--2.4.2 共混物的力学性能高分子材料改性.ppt

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1、第二章 高分子材料之相容共存共混改性共混物的力学性能共混物的力学性能材料科学与工程的四要素材料科学与工程的四要素结构决定性能一个人的成功取决于内在的力量共混物的力学性能增韧改性增韧改性弹性体增韧非弹性体增韧共混物的力学性能弹性体增韧塑料体系弹性体增韧塑料体系（1）塑料基体的形变）塑料基体的形变塑料大形变的机理塑料大形变的机理剪切形变过程剪切形变过程银纹化过程银纹化过程共混物的力学性能（1）塑料基体的形变）塑料基体的形变（A）剪切形变过程）剪切形变过程剪切的最大值出现在与正应力呈45的斜面上。在与正应力呈45的斜面上，可产生剪切屈服，可观察到局部的剪切形变带，称为“剪切带”。剪切带又由大量不规则

2、的线簇构成。剪切带的构造共混物的力学性能（1）塑料基体的形变）塑料基体的形变（A）剪切形变过程）剪切形变过程塑料样品发生剪切屈服后，即塑料样品发生剪切屈服后，即产生产生细颈现象细颈现象，并发生大形变。，并发生大形变。剪切带的形成，剪切带的形成，可以使外部作可以使外部作用于样品的能量在一定程度上用于样品的能量在一定程度上被消耗掉被消耗掉，因而赋予塑料一定，因而赋予塑料一定的韧性。的韧性。共混物的力学性能（1）塑料基体的形变）塑料基体的形变（B）银纹化过程）银纹化过程银纹是塑料在受到银纹是塑料在受到应力作用应力作用时产生的；时产生的；银纹的方向是银纹的方向是与外加应力的方向垂直与外加应力的方向垂直

3、；塑料材料产生银纹时，会出现塑料材料产生银纹时，会出现应力发白应力发白现象。现象。应力发白现象与密度下降，是银纹化过程的特征。应力发白现象与密度下降，是银纹化过程的特征。通过通过共混改性而诱发银纹共混改性而诱发银纹，就成了增韧改性的又一途径。，就成了增韧改性的又一途径。共混物的力学性能（1）塑料基体的形变）塑料基体的形变（B）银纹化过程）银纹化过程银纹化过程包括：银纹化过程包括：银纹的引发、增长和终止三个阶段银纹的引发、增长和终止三个阶段。银纹的引发：塑料内部的结构的银纹的引发：塑料内部的结构的不均匀性不均匀性，造成应力集中。，造成应力集中。塑料未改性：结构缺陷或不均匀而造成的应力集中。塑料未

4、改性：结构缺陷或不均匀而造成的应力集中。共共混混改改性性：分分散散相相粒粒子子是是引引发发银银纹纹的的中中心心，两两相相界界面面是是引引发发银银纹的主要场所。纹的主要场所。银纹银纹不能及时终止，将不能及时终止，将导致材料的破坏。导致材料的破坏。共混物的力学性能（1）塑料基体的形变）塑料基体的形变（B）银纹化过程）银纹化过程可使银纹终止的因素可使银纹终止的因素：与剪切带的相互作用与剪切带的相互作用 银纹尖端应力集中因子的下降银纹尖端应力集中因子的下降 银纹支化银纹支化共混物的力学性能（2）塑料基体的分类）塑料基体的分类脆性基体脆性基体 准韧性基体准韧性基体裂缝引发能和增长能都很低有缺口、无缺口冲

5、击强度都低通过形成银纹，吸收能量裂缝引发能高，裂缝增长能低无缺口冲击强度高，有缺口冲击强度低通过剪切屈服，消耗能量塑料基体塑料基体共混物的力学性能（3）弹性体增韧塑料的机理）弹性体增韧塑料的机理界面空洞化增韧理论界面空洞化增韧理论橡胶粒子空洞化增韧理论橡胶粒子空洞化增韧理论弹性体增韧弹性体增韧塑料的机理塑料的机理银纹化银纹化-剪切带增韧剪切带增韧共混物的力学性能非弹性体增韧机理非弹性体增韧机理非弹性体增韧理论非弹性体增韧理论：在拉伸时，：在拉伸时，当作用在刚性分散相粒子赤道当作用在刚性分散相粒子赤道面上的静压力大于刚性粒子的面上的静压力大于刚性粒子的形变所需的临界静压力（形变所需的临界静压力（c）时，粒子将发生塑性形变而使时，粒子将发生塑性形变而使材料增韧。材料增韧。脆性塑料对韧性基体的增韧机理