高分子物理课件四川大学杨刚第七章聚合物的力学性能

汇报人：,聚合物的力学性能/目录目录02聚合物的力学性能概述01点击此处添加目录标题03聚合物的弹性模量05聚合物的屈服点和屈服行为04聚合物的应力应变行为06聚合物的断裂和强度01添加章节标题02聚合物的力学性能概述聚合物的力学性能定义聚合物的力学性能是指聚合物在外力作用下所表现出的力学行为和性能。包括拉伸、压缩、弯曲、剪切、冲击等力学性能。聚合物的力学性能与其分子结构、分子间作用力、结晶度等因素有关。聚合物的力学性能是评价其使用性能的重要指标之一。聚合物力学性能的重要性聚合物力学性能是衡量聚合物性能的重要指标之一聚合物力学性能直接影响产品的使用性能和寿命聚合物力学性能的测试和研究对于改进聚合物性能具有重要意义聚合物力学性能的测试和研究对于开发新型聚合物材料具有重要意义聚合物力学性能的表征方法拉伸试验：测量聚合物的拉伸强度、断裂伸长率等参数疲劳试验：测量聚合物的疲劳寿命、疲劳强度等参数剪切试验：测量聚合物的剪切强度、剪切模量等参数弯曲试验：测量聚合物的弯曲强度、弯曲模量等参数压缩试验：测量聚合物的压缩强度、压缩模量等参数冲击试验：测量聚合物的冲击强度、冲击韧性等参数03聚合物的弹性模量弹性模量的定义和意义单击添加标题意义：弹性模量是衡量材料力学性能的重要指标之一，对于设计、制造和使用聚合物材料具有重要意义。单击添加标题定义：弹性模量是描述材料弹性特性的物理量，表示材料在弹性范围内抵抗变形的能力。单击添加标题影响因素：聚合物的弹性模量受分子结构、分子间作用力、温度等因素的影响。单击添加标题应用：在工程领域，弹性模量是设计、制造和使用聚合物材料的重要依据；在科学研究领域，弹性模量是研究聚合物微观结构的重要参数。影响聚合物弹性模量的因素应力状态：应力状态不同，弹性模量也不同湿度：湿度越高，弹性模量越低聚合物结晶度：结晶度越高，弹性模量越高温度：温度越高，弹性模量越低聚合物分子量：分子量越大，弹性模量越高聚合物分子结构：线性聚合物弹性模量较高，支链聚合物弹性模量较低聚合物弹性模量的测量方法拉伸试验：通过拉伸试样，测量其应力-应变曲线，计算弹性模量剪切试验：通过剪切试样，测量其应力-应变曲线，计算弹性模量压缩试验：通过压缩试样，测量其应力-应变曲线，计算弹性模量动态力学分析：通过测量试样的振动频率和振幅，计算弹性模量弯曲试验：通过弯曲试样，测量其应力-应变曲线，计算弹性模量超声波测量：通过测量试样的超声波传播速度和波长，计算弹性模量04聚合物的应力应变行为应力应变曲线的定义和意义添加标题添加标题添加标题添加标题意义：应力应变曲线可以反映材料的力学性能，如弹性、塑性、韧性等定义：应力应变曲线是描述材料在应力作用下的应变与应力关系的曲线应用：应力应变曲线在工程设计中用于确定材料的力学性能和设计参数影响因素：材料的种类、温度、湿度、加载速率等会影响应力应变曲线的形状和性能聚合物应力应变曲线的特征应力-应变曲线分为线性弹性区、屈服区、强化区和颈缩区线性弹性区：应力与应变成正比，弹性模量E表示屈服区：应力不再增加，应变继续增加，屈服应力σy表示强化区：应力与应变不再成正比，应力达到最大值σmax颈缩区：应力下降，应变继续增加，直至断裂聚合物应力应变行为的影响因素聚合物分子结构：分子链的排列方式、分子间的相互作用等温度：温度对聚合物的力学性能有显著影响湿度：湿度对聚合物的力学性能也有一定影响加载速率：加载速率对聚合物的应力应变行为有重要影响环境因素：如光照、辐射等也会影响聚合物的力学性能05聚合物的屈服点和屈服行为屈服点的定义和意义屈服点：聚合物在外力作用下，开始发生塑性变形时的应力值意义：屈服点是衡量聚合物力学性能的重要指标，反映了聚合物的抗变形能力影响因素：聚合物的分子结构、分子间作用力、温度等应用：屈服点在工程设计中用于确定聚合物的安全使用范围，如塑料制品、橡胶制品等聚合物屈服点的特征屈服点：聚合物在外力作用下开始发生塑性变形时的应力值屈服行为：聚合物在外力作用下发生塑性变形的过程影响因素：聚合物的分子结构、分子间作用力、温度等屈服点的意义：衡量聚合物力学性能的重要指标，对聚合物的加工和使用具有重要意义聚合物屈服行为的影响因素聚合物应力速率：应力速率越大，屈服强度越低聚合物湿度：湿度越高，屈服强度越低聚合物结晶度：结晶度越高，屈服强度越高聚合物温度：温度越高，屈服强度越低聚合物分子量：分子量越大，屈服强度越高聚合物分子结构：线性聚合物屈服强度高于支链聚合物06聚合物的断裂和强度聚合物的断裂定义和意义添加标题添加标题添加标题添加标题断裂类型：包括脆性断裂、韧性断裂和疲劳断裂等。断裂定义：聚合物在外力作用下，分子链发生断裂，导致材料失去其原有性能的现象。断裂原因：包括应力集中、温度变化、环境因素等。断裂意义：断裂是聚合物力学性能的重要指标，对材料的选择和使用具有重要意义。聚合物断裂的形态和特征聚合物断裂的形态：分为脆性断裂和韧性断裂两种脆性断裂的特征：断裂速度快，无明显塑性变形韧性断裂的特征：断裂速度慢，有明显塑性变形聚合物断裂的强度：与聚合物的分子结构、分子间作用力、温度等因素有关聚合物强度的表征方法拉伸强度：测量聚合物在拉伸作用下的强度弯曲强度：测量聚合物在弯曲作用下的强度冲击强度：测量聚合物在冲击作用下的强度压缩强度：测量聚合物在压缩作用下的强度剪切强度：测量聚合物在剪切作用下的强度疲劳强度：测量聚合物在反复加载和卸载作用下的强度聚合物强度的提高方法增加聚合物的分子量提高聚合物的结晶度加入增强材料，如玻璃纤维、碳纤维等改变聚合物的分子结构，如引入支链、交联等07聚合物的疲劳和老化性能聚合物的疲劳性能定义和意义疲劳性能：聚合物在长期反复应力作用下的力学性能疲劳寿命：聚合物在疲劳性能下的使用寿命疲劳破坏：聚合物在疲劳性能下的破坏形式疲劳性能的意义：影响聚合物的使用寿命和可靠性，对工程应用具有重要意义聚合物疲劳性能的影响因素和表征方法聚合物分子结构：分子链的柔韧性、分子间的相互作用力等聚合物加工工艺：成型工艺、热处理工艺等环境因素：温度、湿度、光照等测试方法：拉伸疲劳测试、弯曲疲劳测试、冲击疲劳测试等聚合物的老化性能定义和意义定义：聚合物在长期使用过程中，由于环境因素（如温度、湿度、光照等）的影响，其物理、化学性能逐渐下降的现象。原因：聚合物分子链的断裂、交联、氧化等化学反应，以及物理结构的变化。影响因素：环境因素（如温度、湿度、光照等）、聚合物本身的化学结构、分子量、分子间的相互作用等。意义：了