力学松弛粘弹性
3-3 应力松弛
• 定义：对于一个线性粘弹体来说，
在应变保持不变的情况下，应力随 时间的增加而逐渐衰减，这一现象 叫应力松弛。（Stress Relax）
• 例如：拉伸一块未交联的橡胶到一
定长度，并保持长度不变，随着时 间的增加，这块橡胶的回弹力会逐 渐减小，这是因为里面的应力在慢 慢减小，最后变为0。因此用未交 联的橡胶来做传动带是不行的。
• 可以看出： • 主链含芳杂环的刚性链高聚物，具有
较好的抗蠕变性能，所以成为广泛应 用的工程塑料，可用来代替金属材料 加工成机械零件。 • 蠕变较严重的材料，使用时需采取必 要的补救措施。
• 例1：硬PVC抗蚀性好，可作化工管道，
但易蠕变，所以使用时必须增加支架。 • 例2：PTFE是塑料中摩擦系数最小的， 所以有很好的自润滑性能，但蠕变严 重，所以不能作机械零件，却是很好 的密封材料。 • 例3：橡胶采用硫化交联的办法来防止 由蠕变产生分子间滑移造成不可逆的 形变。
松弛时间
• 示意图
2
t1
t2
t
• ⑶粘性流动 3 • 分子间无交联的线形高聚物，则会产
生分子间的相对滑移，它与时间成线 性关系，外力除去后，粘性形变不能 恢复，是不可逆形变 应力 3 t 3 本体粘度
• 示意图
3
t
t1
t2
• 高聚物受到外力作用时，三种形变是
一起发生的，材料总形变为
形变 线性高聚物 理想粘性体
t
理想弹性体 交联高聚物
G
时间
3-2 蠕变
• 蠕变：在一定的温度和恒定的外力作用
下（拉力，压力，扭力等），材料的形 变随时间的增加而逐渐增大的现象。 • 蠕变过程包括下面三种形变： 普弹形变、高弹形变、粘性流动
• ⑴普弹形变
1
高分子材料受到外力作用时，分子链 内部键长和键角立刻发生变化，形变 量很小，外力除去后，普弹形变立刻 完全恢复，与时间无关。
• 例如：汽车每小时走60km，相当于在
轮胎某处受到每分钟300次周期性外力 的作用（假设汽车轮胎直径为1m，周 长则为3.14×1，速度为1000m/1min ＝1000/3.14＝300r/1min），把轮胎 的应力和形变随时间的变化记录下来， 可以得到下面两条波形曲线：
普弹形变
1 G1
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
应力 普弹形变模量
• 示意图
1
t1
t2
t
• ⑵高弹形变
2
是分子链通过链段运动逐渐伸展的过 程，形变量比普弹形变大得多，形变 与时间成指数关系，外力除去高弹形 变逐渐恢复。 应力 t 2 ( 1e ) 高弹形变 高弹形变模量 G 2
2 G2
力学松弛粘弹性
3-1 高聚物的力学松弛现象
• 力学松弛——高聚物的力学性能随时
间的变化统称力学松弛 • 最基本的有：蠕变 应力松弛 滞后 力学损耗
• ①理想弹性体受外力后，平衡形变瞬
时达到，应变正比于应力，形变与时 间无关 • ②理想粘性体受外力后，形变是随时 间线性发展的，应变速率正比于应力 • ③高聚物的形变与时间有关，这种关 系介于理想弹性体和理想粘性体之间， 也就是说，应变和应变速率同时与应 力有关，因此高分子材料常称为粘弹 性材料。
0e
t
起始应力 松弛时间
• 应力松弛和蠕变是一个问题的两个方
面，都反映了高聚物内部分子的三种 运动情况：当高聚物一开始被拉长时， 其中分子处于不平衡的构象，要逐渐 过渡到平衡的构象，也就是链段要顺 着外力的方向来运动以减少或消除内 部应力。
• （1）如果
，如常温下的橡 胶，链段易运动，受到的内摩擦力很 小，分子很快顺着外力方向调整，内 应力很快消失（松弛了），甚至可以 快到觉察不到的程度
• ⑺应用
各种高聚物在室温时的蠕变现象很不相同， 了解这种差别对于系列实际应用十分重要
（ ％）
2.0 1.5 1.0 0.5
1000
8
7 6 5
4
2 1
3
2000
t 小时
1——PSF 2——聚苯醚 3——PC 4——改性聚苯醚 5——ABS（耐热） 6——POM 7——尼龙 8——ABS
23℃时几种高聚物蠕变性能
Tg
⑸蠕变与温度高低及外力大小有关 • 温度过低（在 T g 以下）或外力太小， 蠕变很小，而且很慢，在短时间内不 易观察到 • 温度过高（在 T g 以上很多）或外力 过大，形变发展很快，也不易观察到 蠕变 • 温度在 T g 以上不多，链段在外力下 可以运动，但运动时受的内摩擦又较 大，则可观察到蠕变
• ⑹不同种类高聚物蠕变行为不同 • 线形非晶态高聚物 • 如果 T 时作试验只能看到蠕变的
g
• •
起始部分，要观察到全部曲线要几个 月甚至几年 如果 Tg 时作实验，只能看到蠕变 的最后部分 在 T g 附近作试验可在较短的时间内 观察到全部曲线
• 交联高聚物的蠕变 •
无粘性流动部分 晶态高聚物的蠕变 不仅与温度有关，而且由于再结晶等 情况，使蠕变比预期的要大
T Tg
• （2）如果
，如常温下的塑料， 虽然链段受到很大的应力，但由于内 摩擦力很大，链段运动能力很小，所 以应力松弛极慢，也就不易觉察到
T Tg
• （3）如果温度接近
（附近几十 度），应力松弛可以较明显地被观察 到，如软PVC丝，用它来缚物，开始扎 得很紧，后来就会慢慢变松，就是应 力松弛比较明显的例子
Tg
• （4）只有交联高聚物应力松弛不会减
到零（因为不会产生分子间滑移）， 而线形高聚物的应力松弛可减到零
3-4 滞后现象（Delay ）
• 高聚物作为结构材料，在实际应用时，往
往受到交变力的作用。例如轮胎，传动皮 带，齿轮，消振器等，它们都是在交变力 作用的场合使用的。 • 以轮胎为例，车在行进中，它上面某一部 分一会儿着地，一会离地，受到的是一定 频率的外力，它的形变也是一会大，一会 小，交替地变化。
t 1 2 3 1 2
( 1 e) t GG
3
3
• 由于 是不可逆形变，所以对于线形
高聚物来讲，外力除去后，总会留下 一部分不可恢复的形变。
⑷三种形变的相对比例依具体条件不同 而不同
T Tg
T Tg T Tg
时，主要是 1 时，主要是 1 和 2 3 都较显著 时， 1 ， 2 ，
聚合物的粘弹性
3.粘弹性:聚合物材料组合了固体的弹性和液体的粘性两者的特 征，这种行为叫做粘弹性。粘弹性的表现： 力学松弛 4.线性粘弹性： 组合了服从虎克定律的理想弹性固体的弹性和 服从牛顿流动定律的理想液体的粘性两者的特征，就是线性粘 弹性。否则为非线性粘弹性. 5.力学松弛：聚合物的力学性质随时间变化的现象，叫力 学松弛。力学性质受到，T, t，的影响，在不同条件下， 可以观察到不同类型的粘弹现象。
动态 粘弹性
滞后现象
力学损耗 (内耗)
在一定温度和和交变应力下,应变滞后于应力 变化.
的变化落后于的变化,发生滞后现象,则每一 个循环都要消耗功
3
聚合物的粘弹性
7.3.1 高聚物的线性粘弹性 静态粘弹性
（1）蠕变 在恒温下施加较小的恒定外力时，材料的形变随时间而
逐渐增大的力学松弛现象。 如挂东西的塑料绳慢慢变长。
t2 )
0 (t→)
E2-高弹模量 特点:高弹形变是逐渐回复的.
8
（t）
聚合物的粘弹性
无化学交联的线性高聚物,发生分 子间的相对滑移,称为粘性流动.
t （t）
t1 t2
t
图3 理想粘性流动蠕变
(t)=
0 (t<t1)
0 3
t (t1
t
t2 )
0 3
t2 (t
t2 )
3-----本体粘度
Creep recovery 蠕变回复
•撤力一瞬间，键长、键角等次级运动立即回复，形变直线下降 •通过构象变化，使熵变造成的形变回复 •分子链间质心位移是永久的，留了下来
11
聚合物的粘弹性
理想交联聚合物(不存在粘流态)：形变: 1+2
粘弹性材料的力学行为分析
粘弹性材料的力学行为分析粘弹性材料是一类常见的材料，它们表现出粘性和弹性的特性。
力学行为分析是研究这种材料在受力下的变形和响应的科学方法。
本文将介绍粘弹性材料的力学行为分析及其应用。
一、粘弹性材料的定义和本质特征粘弹性材料是指同时具有粘性和弹性的材料。
粘性即材料在受力时会变形并保持变形一段时间，而弹性则指材料在受力后能够恢复其原始形状。
这两种特性在粘弹性材料中同时存在，且相互耦合。
粘弹性材料的本质特征可以通过应力-应变关系来描述。
一般来说，粘弹性材料的应力与应变并非线性关系，并且会随时间发生变化。
最常用的描述粘弹性材料力学行为的方法是弛豫模量和黏滞阻尼。
二、粘弹性材料的力学模型为了更好地研究和分析粘弹性材料的力学行为，学者们提出了许多不同的力学模型。
以下是其中几种常见的模型。
1. 早期模型 - 弹性体和粘性体并联模型：该模型将粘弹性材料视为由弹性体和粘性体在并联时构成。
其基本假设是材料的应变由弹性体和粘性体的应变之和构成。
这种模型简单且易于理解，但在较长时间尺度下的行为无法解释。
2. 麦西斯模型：麦西斯模型是由Maxwell于1867年提出的，该模型认为粘弹性材料可以视为一系列弹性体与粘性体的串联组合。
这种模型可以较好地描述粘弹性材料的短时间行为，但对长时间行为的描述不佳。
3. 都马模型：都马模型是由Voigt和Kelvin于19世纪末提出的，该模型的基本思想是将麦西斯模型的并联和串联结合在一起。
都马模型能够同时描述材料的短时间和长时间行为，但其计算复杂度较高。
三、粘弹性材料的应用由于粘弹性材料独特的力学行为，在许多领域都有广泛的应用。
1. 粘弹性体的缓冲性能：粘弹性材料的粘性特性使其具有优异的缓冲性能。
例如，在汽车领域，粘弹性材料被广泛应用于减震器的制造，能够减少车辆在行驶过程中的震动并提高乘坐舒适度。
2. 粘弹性体的消能性能：粘弹性材料还具有良好的消能特性，能够吸收能量并减少冲击力。
这一特性使得粘弹性材料在结构工程中应用广泛，如地震减震装置的设计等。
力学中的黏弹性材料动力学
力学中的黏弹性材料动力学弹性材料和黏性材料在物理学中是两种互相对立但又密切相关的现象，弹性材料以弹性恢复能力为基础，而黏性材料则以黏滞阻力和形变延迟为基础。
而当弹性材料和黏性材料存在于同一物体中时，就产生了一种黏弹性现象，即这种物体表现出同时具有弹性和黏性的特性。
在力学中，黏弹性材料的动力学是一个重要的研究领域。
黏弹性材料的动力学特点首先，黏弹性材料的动力学特点之一是其迟滞效应。
当一个黏弹性材料在受到外力时，由于物质的黏性特性，材料的形变并不会立刻发生。
相反，会存在一定的延迟时间，才能够达到与外力相应的平衡状态。
这种迟滞效应是黏弹性材料所独有的动力学特点。
其次，黏弹性材料还具有记忆效应。
当材料受到外力时，即使外力消失，材料的形变也不会立刻消失，而是会保持一段时间。
换句话说，黏弹性材料能够“记得”它之前所经历的形变。
最后，黏弹性材料的动力学特点还表现在它们在时间和频率响应上的不均匀性。
由于黏弹性材料在输运和承载方面的非均一性，其时间和频率响应也会受到影响。
黏弹性材料的应用黏弹性材料的动力学特性让它们在许多工业应用中非常有价值，比如涂漆、粘合剂和结构材料等领域。
在机械和材料工程中，黏弹性材料广泛应用于汽车零部件、航空航天和军事设备等各种机械系统中。
尤其是在阻尼系统、减震器和机械减振器中，黏弹性材料的优异性能得到了广泛的运用。
此外，在生物医学工程中，黏弹性材料也有重要的应用，比如在医学和牙科领域中的修复材料、组织工程和生物微机械器件等。
总结黏弹性材料是一类同时具备弹性和黏性特性的物质。
它们的动力学特点，表现出迟滞效应、记忆效应以及时间和频率响应的不均匀性。
这些特性在工业和医学领域中得到了广泛的应用。
研究黏弹性材料动力学的发展，进一步推动着科学技术的创新和进步。
粘弹性基本力学模型
粘弹性基本力学模型粘性:在外力作用下，分子与分子之间发生位移，材料的变形和应力随时间变化的变种特性称为粘性。
理想的粘性流体其流动形变可用牛顿定律来描述:应力与应变速率成正比。
因此，材料的本构关系的数学表达式应是反映应力-应变-时间-温度关系的方程。
粘弹性:塑料对应力的响应兼有弹性固体和粘性流体的双重特性称粘弹性。
材料既有弹性，又有粘性。
粘弹性依赖于温度和外力作用的时间。
其力学性能随时间的变化，称为力学松弛，包括应力松弛、蠕变等。
其力学行为介于理想弹性体和理想粘性体之间。
理想弹性体的形变与时间无关，形变瞬时达到，瞬时恢复。
理想粘性体的形变随时间线性发展。
粘弹性体介于这两者之间，其形变的发展具有时间依赖性，也就是说不仅具有弹性而且有粘性。
这种力学性质随时间变化的现象称为力学松弛现象或粘弹性现象。
橡胶对形变同时具有粘性响应和弹性响应。
粘性响应与形变速率成正比，而弹性响应与形变程度成正比。
粘性响应通常以阻尼延迟器为模型，而弹性响应则以金属弹簧为模型。
采用如下两种基本力学元件，即理想弹簧和理想粘壶。
理想弹簧用于模拟普弹形变，其力学性质符合虎克(Hooke)定律，应变达到平衡的时间很短，可以认为应力与应变和时间无关:σ=Eε其中σ为应力;E为弹簧的模量。
理想粘壶用于模拟粘性形变，其应变对应于充满粘度为η的液体的圆筒同活塞的相对运动，可用牛顿流动定律描述其应力应变关系:将弹簧和粘壶串联或并联起来可以表征粘弹体的应力松弛或蠕变过程。
应力松弛:就是在固定的温度和形变下，聚合物内部的应力随时间增加而逐渐衰减的现象。
这种现象也在日常生活中能观察到，例如橡胶松紧带开始使用时感觉比较紧，用过一段时间后越来越松。
也就是说，实现同样的形变量，所需的力越来越少。
未交联的橡胶应力松弛较快，而且应力能完全松弛到零，但交联的橡胶，不能完全松弛到零。
应力松弛同样也有重要的实际意义。
成型过程中总离不开应力，在固化成制品的过程中应力来不及完全松弛，或多或少会被冻结在制品内。
高分子物理----高分子的力学性能
一般刻痕试样的冲击强度小于这一数值为脆性断裂，大
于这一数值时为韧性断裂。但这一指标并不是绝对的，
例如玻璃纤维增强的聚酯塑料，甚至在脆性破坏时也有
很高的冲击强度。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
2. 高聚物的理论强度 从分子结构的角度来看，高聚物的断裂要破坏分子 内的化学键，分子间的范德华力与氢键。
7.2 高弹态聚合物的力学性质
加入增塑剂虽然可以降低Tg，但有利条件，因此选
用增塑法来降低Tg必须考虑结晶速度增大和结晶形成的 可能性。
7.2 高弹态聚合物的力学性质
（2）共聚法
共聚法也能降低聚合物的Tg，如：PS的主链上带有体 积庞大的苯基，聚丙烯腈有强极性腈基存在，Tg都在室温 以上，只能作为塑料和纤维使用，如果用丁二烯分别与苯 乙烯和丙烯腈共聚可得丁苯橡胶和丁腈橡胶，使Tg下降。 例如：丁苯30，Tg=-53℃，丁腈26，Tg=-42℃。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
（3）当温度升高到Tg以下几十度范围内，如曲线③，过
了屈服点后，应力先降后升，应变增大很多，直到C点断裂，
C点的应力称为断裂应力，对应的应变称为断裂伸长率ε 。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
（4）当温度升至Tg以上，试样进入高弹态，在应力不大
时，就可发生高弹形变，如曲线④，无屈服点，而呈现一段
应力称为屈服应力或屈服强度。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
屈服点之后，应力有所下降，在较小的负荷下即可产生形 变，称为应变软化。之后应力几乎不变的情况下应变有很大 程度的增加，最后应力又随应变迅速增加，直到材料断裂。
7.1 玻璃态与结晶态聚合物的力学性质
四、几类高聚物的拉伸行为 1. 玻璃态高聚物的拉伸
7 粘弹性
t
18
第7章 聚合物的黏弹性
2、应力松弛 Stress Relaxation
• 在恒定温度和形变下，维持此形变所需的应力随时间增加而逐渐衰减
0e
0
t
松弛时间 交联高分子 应力衰减至某一平衡值
Crosslinked polymer
Linear polymer
0
t
未交联高分子 应力最终衰减至零
4
第7章 聚合物的黏弹性
5. 力学松弛 聚合物的力学性质随时间变化的现象，叫力学松弛。 包括蠕变及其回复，应力松弛和动态力学实验等。 蠕变 静态的黏弹性 力学松弛 动态黏弹性 力学损耗(内耗)
5
应力松弛 滞后现象
第7章 聚合物的黏弹性
二、静态黏弹性 应力或应变恒定，不同时间时，聚合物材料所表现出来 的黏弹现象。
恒值 (t>t2)
＝
t1
t2
t
3-----本体粘度
分子间滑移，不可恢复
11
图3 理想粘性流动蠕变
第7章 聚合物的黏弹性
当聚合物受力时，以上三种形变同时发生，聚合物的总形变 方程:
2+3 1
1 2 3
t
( t ) 1 2 3 -t
(1 e ) t E1 E2 3
32
tanδ由小到大的顺序：
第7章 聚合物的黏弹性
内耗受温度影响较大
Tg以下，高聚物受外力作用后形变很小， 仅键长、键角变化，速度快，几乎跟得上 应力变化，内耗小
Tg Tf
T Tan
温度升高，高分子向高弹态过渡。链段开始运动，而体系粘度还很大， 链段运动时受到摩擦阻力比较大，高弹形变显著落后于应力的变化，内 耗也大 温度进一步升高，链段运动比较自由，内耗变小 因此，在玻璃化转变区域出现内耗峰 温度继续升高，高分子向粘流态过渡。由于分之间互相滑移，内耗急剧 增加
第七章聚合物的粘弹性
二、Kelvin模型
——由弹性模量为E的弹簧和粘度为η的粘壶并联
受到应力σ作用后两部分应变相同：
ε=ε1 =ε2
E
η
总应力等于两部分的应力之和： σ=σ1 +σ2 σ1 = Eε； σ2 =ηdε/dt ； Kelvin模型的运动方程式为： σ= Eε +ηdε/dt
σ
1.恒定应变观察应力随时间变化——应力松弛
令τ =η /E —— 松弛时间
or ( t ) e o
E t
(t)观察应变随时间的变化——蠕变
dσ/dt = 0， Maxwell 运动方程变为： 解该微分方程的边界条件是：
(t )
σ（t）=σo dε/dt = σo/η，
t
o (t) o t
应力由两部分组成： 1）与应变同相位的应力σoCosδSinωt
——弹性形变的动力
2）与应变相差90度相位的应力σoSinδCosωt ——消耗在克服内摩擦阻力上的力(内耗)
定义两个模量 储存模量E’——同相位的应力与应变的比值：
损耗模量E”——相差90度相位的应力振幅与应变振 幅的比值： o E sin
3）温度——温度太高，链段运动很快，完全可 以跟上应力的变化，无滞后现象。温度太低， 链段运动很慢，形变完全来不及发展，滞后 现象不明显。只有在Tg附近几十度的温度范 围内，链段能够充分运动但又跟不上应力的 变化，才会出现明显的滞后现象。
力学损耗
聚合受到交变应力作用时如果不发生滞后，每 一次形变过程外力所做的功都可以以弹性储能的形 式完全释放出来，用来恢复原来的形状，在一个应 力交变循环过程中没有能量损耗。
影响滞后的因素
1）聚合物的链结构——刚性链聚合物由于链段根本 无法运动，所以滞后现象不明显；柔性链聚合物 链段的运动很容易发生，滞后现象比较严重。
物体的粘弹性名词解释
物体的粘弹性名词解释物体的粘弹性是指物体在受力后能够具有一定的变形，并且在去除外力后能够恢复到原有形状和大小的性质。
这种性质常见于许多材料和物质，如橡胶、黏土、塑料等。
粘弹性的具体表现包括两个方面：粘性和弹性。
粘性是指物体在受力下会出现持续性的变形和流动现象。
当外力作用于物体时，物体各部分间的分子或原子发生相对位移，导致物体的形态发生改变。
在外力去除后，物体会经过一段时间才能恢复到原始状态。
这是因为物体内部的分子或原子需要一定的时间来重新排列和重新组合，以恢复原有的结构。
橡胶是一个常见的具有粘性的材料，当我们拉伸一块橡胶时，它会发生可见的变形，并且橡胶大小变大，拉伸结束后，橡胶会慢慢恢复到原始长度和形状。
而弹性是指物体在受力下发生变形后能够迅速恢复到原有形状和大小的性质。
当外力作用于物体时，物体内部的原子或分子会发生相对位移，导致物体发生形变。
然而，一旦外力去除，物体会立即恢复到原有的形状和大小，这是因为物体内部的分子或原子能够自行重新排列和重新组合，以恢复原有的结构。
弹簧是一个典型的具有弹性的物体，当我们把弹簧压缩或拉伸时，它会发生可见的变形，但一旦释放压力，弹簧会立即恢复到原始状态。
粘弹性是指物体同时具有粘性和弹性的性质。
粘弹性物体在受力后既会发生形变，又会恢复到原有形状和大小。
这种性质可以通过应力松弛实验来进行观察和研究。
在应力松弛实验中，物体在受到外力后，会出现初始的形变，然后随着时间的流逝逐渐恢复到较小的变形。
这是因为物体内部的分子或原子在受力后会发生位移，导致物体产生粘性的流动，但随着时间的推移，分子或原子会重新排列和重新组合，恢复到原始结构，这个过程称为应力松弛。
粘弹性在工程和科学领域具有广泛的应用。
在材料工程中，理解和掌握材料的粘弹性能够帮助工程师设计和生产具有特定性能的材料。
在机械制造领域，合理利用物体的粘弹性能够改善产品的寿命和耐久性。
在生物医学领域，理解生物组织的粘弹性能够为疾病的诊断和治疗提供有力的支持。
5 高聚物的弹性和力学松弛
第五节 高聚物的弹性和力学 松弛现象
n 高聚物的力学性能通常可分为形变性能（正常使 高聚物的力学性能通常可分为形变性能（正常使 用）和断裂性能（破坏）两类。 用）和断裂性能（破坏）两类。
弹性
力 学 性 能
形变性能
粘性 粘弹性 强度
断裂性能
韧性
2009-8-28
高分子材料加工基础
2
一、 应力与应变
普弹形变
2.1 普弹形变及弹性模量
n 普弹性
n 大应力作用下材料分子中键长键角变化引起的小形变，形 变瞬时完成，除去外力后， 形变立即恢复的特性。 所产生的形变称为普弹形变。 所产生的形变称为普弹形变。
键长键角变化
高弹形变
n 普弹性一般存在于陶瓷、金属及玻璃态或结晶态高聚物产 普弹性一般存在于陶瓷、金属及玻璃态或结晶态高聚物产 生小形变过程中。 n 普弹形变引起物质的内能发生改变，所以普弹性又称为能 普弹形变引起物质的内能发生改变，所以普弹性又称为能 弹性。 弹性。
链段运动
2009-8-28
高分子材料加工基础
7
2009-8-28
高分子材料加工基础
8
弹性模量
n 弹性模量
n 发生单位应变所需要的应力，表征材料抵抗变形能力 的大小 。
2.2 高弹性
n 高弹性
n 小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆 小应力作用下由于高分子链段运动而产生很大的可逆 形变的性质。 所产生的形变称为高弹形变。 n 一般非晶态高聚物处于高弹态时具有这种弹性。 一般非晶态高聚物处于高弹态时具有这种弹性。 n 高弹性是由熵变引起的，因此高弹性又称为熵弹性 高弹性是由熵变引起的，因此高弹性又称为熵弹性。
ε1 ε2+ε3 ε1 t1 t2 t
高分子物理 第7章 粘弹性(时温等效)
第 七 章
第五节、聚合物的结构与动态力学性能关系 一、非晶态聚合物的玻璃化转变和次级转变 二、晶态、液晶态聚合物的松弛转晶区和非晶区共存。 为更进一步表明是晶区还是非晶区产生的松弛过程，一 般在α、β、γ、δ下方注上脚标“c”或“a”分别表示晶区和 非晶区。 晶区引起的松弛转变和相转变对应的分子运动可能有： ① 结晶聚合物的熔融 是晶区的主转变，温度为熔点温度，发生相变。 ② 晶型转变 例：PTFE的松弛谱，19~30℃的内耗峰是三斜晶向六角晶 的转变。
1. 次级松弛 玻璃态时链段运动虽然被冻结 侧链，侧基，链节等运动单元能够发生运动。 原因： 运动所需的活化能较低，可以在较低的温度激发；
大小和运动方式的不同，激发所需的活化能也不同， 此过程也是松弛过程。
次级松弛： 低于 Tg 的松弛 聚合物发生次级松弛过程时，动态力学性质和介电性质 也将发生相应的变化。
a.内能的变化； a.外力大小； b.熵变； b.外力频率； c.体积变化 c.形变量 4）高分子材料的应力松弛程度与_ 外力大小 ____有关。 5）蠕变与应力松弛速度 随温度升高而增大 。
a.与温度无关;
b.随温度升高而增大; c.随温度升高而减小
Xinjiang university
7）应力松弛可用哪种模型来描述【 A、理想弹簧与理想黏壶串联 B、理想弹簧与理想黏壶并联 C、四元件模型 8）高聚物滞后现象的发生原因是【 A、运动时受到那摩擦力的作用 B、高聚物的惰性很大 C、高聚物的弹性很大 9）并联模型用于模拟【 】 A、应力松弛 B、蠕变
讨论图7-30 曲线
① 左边是在一系列温度下测得的松弛时间温度曲线；
② 其中每一条曲线都在恒定的温度下测得，它包括的时间标尺 比较小，因此它们都是完整的松弛曲线中的一小段； ③若实验曲线是在参考温度下测得的，在叠合曲线上的时间坐 标不移动，即得T＝1。 当T>T0时，T<1,曲线向参考温度的右边移动（温度由T降至 T0故移向时间较长一边） 当T<T0时，T>1,曲线向参考温度得左边移动（温度由T升至 T0故移向时间较短的一边）就成叠合曲线。