《高分子物理》课程PPT教学课件（讲稿）第8章 聚合物的屈服与断裂 The yielding and fracture of polymers

第8章 聚合物的屈服与断裂 The yielding and fracture of polymers

第8章 聚合物的屈服与断裂 The yielding and fracture of polymers

8. 1 The tensile stress-strain curves 应力应变曲线 nstron Tensile Testor电子拉力机 Material testing machine材料试验机 更换夹具后,均可进行拉伸, 压缩,弯曲,剪切,撕裂,剥 O 离等力学测试。 玻璃态聚合物在不同温度下的应力应变曲线

8.1 The tensile stress-strain curves 应力-应变曲线 ⚫ Instron Tensile Testor 电子拉力机 ⚫ Material testing machine 材料试验机 玻璃态聚合物在不同温度下的应力-应变曲线 更换夹具后，均可进行拉伸， 压缩，弯曲，剪切，撕裂，剥 离等力学测试

81.1典型非晶态聚合物的拉伸应力应变曲线 Point elastic limit Breaking point 弹性极限点 Yielding point屈服点 断裂点 Strain softening应变软化 Cold drawing冷拉 Strain hardening 应变硬化 E △o0A △EE E 弹性形变 屈服 应变软化 断裂 应变硬化 冷拉

A A E      = =  A Y B Point of elastic limit Yielding point 屈服点 弹性极限点 Breaking point 断裂点 A  B   A Y  B Strain softening 应变软化 Cold drawing 冷拉 Strain hardening 应变硬化 8.1.1典型非晶态聚合物的拉伸应力-应变曲线 弹性形变 屈服 应变软化 断裂 应变硬化 冷拉

从应力一应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息 ※聚合物的屈服强度 (Y点强度) r; strain sofening应变软化 ※聚合物的杨氏模量 Stress hardening 应变硬化 (OA段斜率) Cold drawing冷拉 ※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) Strain(c%)

从应力—应变曲线可以获得的被拉伸聚合物的信息 聚合物的屈服强度 （Y点强度） 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）

不同外界条件下的应力应变曲线 b (a)不同温度 T Z% Temperature Example-PVC Results a:T<<Tg-m0°C 脆性断裂 b: T<Tg 0~50°C 屈服后断裂 ee:T<Tg(几十度)50~70°C 韧性断裂 d:T接近Tg70°C 无屈服

不同外界条件下的应力-应变曲线 (a) 不同温度 a: T<<Tg c: T<Tg (几十度) d: T接近Tg b: T<Tg Temperature 0°C 50~70°C 70°C 0~50°C Example-PVC 脆性断裂 韧性断裂 无屈服 屈服后断裂 Results T T

(b)不同的拉伸速率 3. 25cm/min 拉伸速率 . 81cm/min 兴020cm/min 米0.051mmin 一拉伸速率 Example: PMMA Strain rate a, >8 >8 >8 时温等效原理:拉伸速度快 4=时间短—温度低

(b) 不同的拉伸速率 Strain rate 拉伸速率 拉伸速率 Example: PMMA . 4 . 3 . 2 . 1     时温等效原理：拉伸速度快 =时间短 温度低

(c)不同的化学结构 Z% a:脆性材料 酚醛或环氧树脂 b:半脆性材料 PS PMMA c:韧性材料 PP PE. PC d:橡胶 Nature rubber PIB

a: 脆性材料 c: 韧性材料 d: 橡胶 b: 半脆性材料 酚醛或环氧树脂 PP, PE, PC PS, PMMA Nature rubber, PIB (c) 不同的化学结构

(d) Crystallization结晶 应变软化更明显 冷拉时晶片的倾斜 滑移、转动,形 成微晶或微纤東

(d) Crystallization 结晶 应变软化更明显 冷拉时晶片的倾斜 、滑移、转动，形 成微晶或微纤束

The Size of Sphere|ites球晶大小 大球晶 Spherulite with 为 large dianeter 小球晶 Spherulite wirh mall dianeter Z%

The Size of Spherulites 球晶大小

The Degree of Crystallization结晶度 High degree of Crystallization Low degree of Crystallization Z%

The Degree of Crystallization 结晶度