高分子物理学吴其晔第七章高聚物的断裂和力学强度第一部分
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The developmentof materials overtime. Thematerials of pre-history, on theleft, all occurnaturally; thechallenge for theengineers of thatera was one ofshaping them.The developmentofthermochemistryand (later) ofpolymerchemistryenabled man-made materials,shown in thecolored zones. 11121314 1516 17在小伸长时,拉伸应变通常以单位长度的伸长来定义。
应变:应力:。
:为材料的起始截面积。
当材料发生较大形变时,上式计算的应力与材料的真实应力会发生较大的偏差,这时正确计算应力应该以真实截面积真应力:相应地可提出真应变的定义,如果材料在某一时刻长度从,则真应变为:真应变:对于理想的弹性团体,应力与应变关系服从虎克定25简单拉伸时的杨氏模量:在简单剪切的情况下,材料受到的力F 是与截面相平行的大小相等、方向相反的两个力。
在这剪切力作用下,材料将发生偏斜,偏斜角的正切定义为切应变。
当切应变足够小时,。
相应地,材料的剪切应力为:剪切模量:θγ≈剪切位移S ,剪切角θ,剪切面间距d体积模量:必须注意的是,试样宽度和厚度在拉伸过程中是随试样的伸长屈服强度断裂强度Polymers with different properties增强机理:活性粒子吸附大分子,形成链间物理交联,活性粒子起物理交联点的作用。
glassy fiber+polyester增强机理:纤维作为骨架帮助基体承担载荷。
Racing bicycleCarbon fiber补充材料:弯曲模量:增强机理:热致液晶中的液晶棒状分子在共混物中形成微纤结构而到增强作用。
由于微纤结构是加工过程中由液晶棒状分子在共混无物基体中就地形成的,故称做Charpy试验IZOD试验40补充材料:聚合物的韧性与增韧冲击强度Impact strength就是高速拉伸试验测量材料冲击强度的依据。
高分子物理答案详解(第三版)第1章高分子的链结构1.写出聚氯丁二烯的各种可能构型。
等。
2.构象与构型有何区别?聚丙烯分子链中碳—碳单键是可以旋转的,通过单键的内旋转是否可以使全同立构聚丙烯变为间同立构聚丙烯?为什么?答:(1)区别:构象是由于单键的内旋转而产生的分子中原子在空间位置上的变化,而构型则是分子中由化学键所固定的原子在空间的排列;构象的改变不需打破化学键,而构型的改变必须断裂化学键。
(2)不能,碳-碳单键的旋转只能改变构象,却没有断裂化学键,所以不能改变构型,而全同立构聚丙烯与间同立构聚丙烯是不同的构型。
3.为什么等规立构聚丙乙烯分子链在晶体中呈31螺旋构象,而间规立构聚氯乙烯分子链在晶体中呈平面锯齿构象?答(1)由于等归立构聚苯乙烯的两个苯环距离比其范德华半径总和小,产生排斥作用,使平面锯齿形(…ttt…)构象极不稳定,必须通过C-C键的旋转,形成31螺旋构象,才能满足晶体分子链构象能最低原则。
(2)由于间规聚氯乙烯的氯取代基分得较开,相互间距离比范德华半径大,所以平面锯齿形构象是能量最低的构象。
4.哪些参数可以表征高分子链的柔顺性?如何表征?答:(1)空间位阻参数(或称刚性因子),值愈大,柔顺性愈差;(2)特征比Cn,Cn值越小,链的柔顺性越好;(3)连段长度b,b值愈小,链愈柔顺。
5.聚乙烯分子链上没有侧基,内旋转位能不大,柔顺性好。
该聚合物为什么室温下为塑料而不是橡胶?答:这是由于聚乙烯分子对称性好,容易结晶,从而失去弹性,因而在室温下为塑料而不是橡胶。
6.从结构出发,简述下列各组聚合物的性能差异:(1)聚丙烯睛与碳纤维;(2)无规立构聚丙烯与等规立构聚丙烯;(3)顺式聚1,4-异戊二烯(天然橡胶)与反式聚1,4-异戊二烯(杜仲橡胶)。
(4)高密度聚乙烯、低密度聚乙烯与交联聚乙烯。
(1)线性高分子梯形高分子(2 非晶高分子结晶性高分子(3)柔性(4)高密度聚乙烯为平面锯齿状链,为线型分子,模量高,渗透性小,结晶度高,具有好的拉伸强度、劲度、耐久性、韧性;低密度聚乙烯支化度高于高密度聚乙烯(每1000 个主链 C 原子中约含15~35 个短支链),结晶度较低,具有一定的韧性,放水和隔热性能较好;交联聚乙烯形成了立体网状的结构,因此在韧性、强度、耐热性等方面都较高密度聚乙烯和低密度聚乙烯要好。