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嘉峪檢測網(wǎng) 2021-03-25 10:22
01、彈性體種類
1.1、熱塑性彈性體
熱塑性彈性體具有經(jīng)加熱到工藝溫度就可以塑造的特性,而且是具有可以多次加熱多次塑造的特性。它是一種兼具橡膠和熱塑性塑料特性之材料,熱塑性彈性體具有多種可能的結(jié)構(gòu),最根本的一條是需要有至少兩個相互分散的聚合物相,在正常使用溫度下,一相為流體,使溫度高于它的玻璃化溫度,另一相為固體,使溫度低于它的玻璃化溫度或等于玻璃化溫度,并且兩相之間存在相互作用。
即在常溫下顯示橡膠彈性,高溫下又能塑化成型的高分子材料,具有類似于橡膠的力學(xué)性能及使用性能、又能按熱塑性塑料進行加工和回收,它在塑料和橡膠之間架起了一座橋梁。因此,熱塑性彈性體可象熱塑性塑料那樣快速、有效的、經(jīng)濟的加工橡膠制品。就加工而言,它是一種塑料;就性質(zhì)而言,它又是一種橡膠。熱塑性彈性體有許多優(yōu)于熱固性彈性體的特點。熱塑性彈性體包含氫化乙烯-丁烯膠、聚酰胺、乙酸乙烯、聚烯烴、聚氨酯等具體品種。
02、彈性體增強增韌聚合物機理
2.1、能量的直接吸收理論
當受到拉伸或沖擊時材料會產(chǎn)生裂紋,此時分布在基體聚合物中的彈性體跨越裂紋兩岸,裂紋若需發(fā)展則必須拉伸彈性體分子,這種拉伸的作用將吸收大量能量,因而提高材料的強度。
2.2、裂紋核心理論
彈性體作為應(yīng)力集中點,在此處產(chǎn)生大量小裂紋,而不是少量大裂紋。眾多小裂紋的擴展所需要的能量比大裂紋擴展所需要的能量更多。與此同時,大量小裂紋的應(yīng)力場會相互干擾,從而減弱裂紋發(fā)展的前沿應(yīng)力,從而緩解裂紋的發(fā)展或者導(dǎo)致裂紋終止。
2.3、銀紋-剪切帶理論
1、銀紋與剪切帶的概念
實驗表明,聚合物的形變機理共包括兩個過程:一是剪切形變過程,二是銀紋化過程。剪切形變只是簡單的材料形狀改變,分子間內(nèi)聚能和物體密度基本保持不變。銀紋化過程則使材料密度大幅度降低。
聚合物材料受力時,會產(chǎn)生彈性形變,外力大于屈服應(yīng)力時,產(chǎn)生不可回復(fù)的形變,這種形變需要很多鏈段的獨立運動,在一定條件下,如聚合物材料產(chǎn)生應(yīng)變軟化,或是結(jié)構(gòu)上的缺陷,都可能造成局部應(yīng)力集中,因而,產(chǎn)生局部的剪切形變,這種現(xiàn)象稱為“剪切帶”。
聚合物材料的另一種屈服形變的機理是銀紋化機理。聚合物在應(yīng)力作用下產(chǎn)生發(fā)白現(xiàn)象,這種現(xiàn)象就是銀紋現(xiàn)象。應(yīng)力發(fā)白的原因就是銀紋的產(chǎn)生,聚合物材料產(chǎn)生銀紋的局部稱為銀紋體,簡稱銀紋。銀紋化的原因是由于材料結(jié)構(gòu)缺陷和材料結(jié)構(gòu)不均勻造成應(yīng)力集中。銀紋與剪切帶之間的相互作用
在應(yīng)力的作用下,聚合物材料會同時產(chǎn)生剪切帶和銀紋,二者相互作用的結(jié)果,將會成為影響聚合物材料形變乃至破壞的重要因素。聚合物材料形變中,剪切與銀紋的兩種機理同時存在和相互的作用,使聚合物材料從脆性破壞轉(zhuǎn)變?yōu)轫g性破壞。
剪切帶與銀紋的相互作用可能有三種方式:一是銀紋遇上已存在的剪切帶而得以愈合或終止,這是由于剪切帶內(nèi)大分子高度取向限制了銀紋的發(fā)展;二是在應(yīng)力高度集中的銀紋尖端引發(fā)新的剪切帶,新產(chǎn)生的剪切帶反過來又終止銀紋的發(fā)展;三是剪切帶使銀紋的引發(fā)與增長速率下降。
2、銀紋與剪切帶理論
該理論認為彈性體增韌的主要原因是銀紋和剪切帶的大量產(chǎn)生和銀紋與剪切帶相互作用的結(jié)果。
彈性體顆粒的第一個重要作用就是充當應(yīng)力集中中心,誘發(fā)大量銀紋與剪切帶,大量銀紋與剪切帶的產(chǎn)生和發(fā)展需要消耗大量能量。銀紋和剪切帶所占的比例與基體性質(zhì)有關(guān),基體的韌性越大,剪切帶所占的比例越高;同時,也與形變速率有關(guān),形變速率增加時,銀紋化所占的比例就會增加。
彈性體顆粒的第二個重要作用就是控制銀紋的發(fā)展,及時終止銀紋。在外力作用過程中,彈性體顆粒產(chǎn)生形變,不僅產(chǎn)生大量的小銀紋或剪切帶,吸收大量的能量,而且,又能及時將其產(chǎn)生的銀紋終止而不致發(fā)展成破壞性的裂紋。
銀紋-剪切帶理論的特點是既考慮了彈性體顆粒的作用,又肯定了樹脂連續(xù)相性能的影響,同時明確了銀紋的雙重功能,即銀紋的產(chǎn)生和發(fā)展消耗大量能量,可提高聚合物材料的破裂能;銀紋又是產(chǎn)生裂紋并導(dǎo)致材料破壞的先導(dǎo)。但這一理論的缺陷是忽視了基體連續(xù)相與彈性體分散相之間的作用問題。應(yīng)該說,聚合物多相體系的界面性質(zhì)對聚合物材料性能有很大的影響。
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