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嘉峪检测网 2021-03-25 10:22
01、弹性体种类
1.1、热塑性弹性体
热塑性弹性体具有经加热到工艺温度就可以塑造的特性,而且是具有可以多次加热多次塑造的特性。它是一种兼具橡胶和热塑性塑料特性之材料,热塑性弹性体具有多种可能的结构,最根本的一条是需要有至少两个相互分散的聚合物相,在正常使用温度下,一相为流体,使温度高于它的玻璃化温度,另一相为固体,使温度低于它的玻璃化温度或等于玻璃化温度,并且两相之间存在相互作用。
即在常温下显示橡胶弹性,高温下又能塑化成型的高分子材料,具有类似于橡胶的力学性能及使用性能、又能按热塑性塑料进行加工和回收,它在塑料和橡胶之间架起了一座桥梁。因此,热塑性弹性体可象热塑性塑料那样快速、有效的、经济的加工橡胶制品。就加工而言,它是一种塑料;就性质而言,它又是一种橡胶。热塑性弹性体有许多优于热固性弹性体的特点。热塑性弹性体包含氢化乙烯-丁烯胶、聚酰胺、乙酸乙烯、聚烯烃、聚氨酯等具体品种。
02、弹性体增强增韧聚合物机理
2.1、能量的直接吸收理论
当受到拉伸或冲击时材料会产生裂纹,此时分布在基体聚合物中的弹性体跨越裂纹两岸,裂纹若需发展则必须拉伸弹性体分子,这种拉伸的作用将吸收大量能量,因而提高材料的强度。
2.2、裂纹核心理论
弹性体作为应力集中点,在此处产生大量小裂纹,而不是少量大裂纹。众多小裂纹的扩展所需要的能量比大裂纹扩展所需要的能量更多。与此同时,大量小裂纹的应力场会相互干扰,从而减弱裂纹发展的前沿应力,从而缓解裂纹的发展或者导致裂纹终止。
2.3、银纹-剪切带理论
1、银纹与剪切带的概念
实验表明,聚合物的形变机理共包括两个过程:一是剪切形变过程,二是银纹化过程。剪切形变只是简单的材料形状改变,分子间内聚能和物体密度基本保持不变。银纹化过程则使材料密度大幅度降低。
聚合物材料受力时,会产生弹性形变,外力大于屈服应力时,产生不可回复的形变,这种形变需要很多链段的独立运动,在一定条件下,如聚合物材料产生应变软化,或是结构上的缺陷,都可能造成局部应力集中,因而,产生局部的剪切形变,这种现象称为“剪切带”。
聚合物材料的另一种屈服形变的机理是银纹化机理。聚合物在应力作用下产生发白现象,这种现象就是银纹现象。应力发白的原因就是银纹的产生,聚合物材料产生银纹的局部称为银纹体,简称银纹。银纹化的原因是由于材料结构缺陷和材料结构不均匀造成应力集中。银纹与剪切带之间的相互作用
在应力的作用下,聚合物材料会同时产生剪切带和银纹,二者相互作用的结果,将会成为影响聚合物材料形变乃至破坏的重要因素。聚合物材料形变中,剪切与银纹的两种机理同时存在和相互的作用,使聚合物材料从脆性破坏转变为韧性破坏。
剪切带与银纹的相互作用可能有三种方式:一是银纹遇上已存在的剪切带而得以愈合或终止,这是由于剪切带内大分子高度取向限制了银纹的发展;二是在应力高度集中的银纹尖端引发新的剪切带,新产生的剪切带反过来又终止银纹的发展;三是剪切带使银纹的引发与增长速率下降。
2、银纹与剪切带理论
该理论认为弹性体增韧的主要原因是银纹和剪切带的大量产生和银纹与剪切带相互作用的结果。
弹性体颗粒的第一个重要作用就是充当应力集中中心,诱发大量银纹与剪切带,大量银纹与剪切带的产生和发展需要消耗大量能量。银纹和剪切带所占的比例与基体性质有关,基体的韧性越大,剪切带所占的比例越高;同时,也与形变速率有关,形变速率增加时,银纹化所占的比例就会增加。
弹性体颗粒的第二个重要作用就是控制银纹的发展,及时终止银纹。在外力作用过程中,弹性体颗粒产生形变,不仅产生大量的小银纹或剪切带,吸收大量的能量,而且,又能及时将其产生的银纹终止而不致发展成破坏性的裂纹。
银纹-剪切带理论的特点是既考虑了弹性体颗粒的作用,又肯定了树脂连续相性能的影响,同时明确了银纹的双重功能,即银纹的产生和发展消耗大量能量,可提高聚合物材料的破裂能;银纹又是产生裂纹并导致材料破坏的先导。但这一理论的缺陷是忽视了基体连续相与弹性体分散相之间的作用问题。应该说,聚合物多相体系的界面性质对聚合物材料性能有很大的影响。
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