塑料增韌機理之銀紋剪切帶理論
2017-04-12 15:53:31  來源: 點擊:

銀紋剪切帶這是業內普遍接受的一個重要理論。大量實驗表明,聚合物形變機理包括兩個過程:一是剪切形變過程,二是銀紋化過程

       "塑料增韌劑的作用及選擇性"我們簡單介紹了塑料增韌劑的功能和功能的選擇性,本章我們談一談增韌劑機理之銀紋剪切帶理論

       銀紋剪切帶這是業內普遍接受的一個重要理論。大量實驗表明,聚合物形變機理包括兩個過程:一是剪切形變過程,二是銀紋化過程。剪切過程包括彌散性的剪切屈服形變和形成局部剪切帶兩種情況。剪切形變只是物體形狀的改變,分子間的內聚能和物體的密度基本不變。銀紋化過程則使物體的密度大大下降。一方面,銀紋體中有空洞,說明銀紋化造成了材料一定的損傷,是亞微觀斷裂破壞的先兆;另一方面,銀紋在形成、生長過程中消耗了大量能量,約束了裂紋的擴展,使材料的韌性提高,是聚合物增韌的力學機制之一。所以,正確認識銀紋化現象,是認識高分子材料變形和斷裂過程的核心,是進行共混改性塑料,尤其是增韌塑料設計的關鍵之一。銀紋的一般特征如下:
      1.銀紋是在拉伸力場中產生的,銀紋面總是與拉伸力方向垂直;在壓力場中不會產生銀紋;Argon的研究發現,在純剪切力場中銀紋也能擴展。
       2.銀紋在玻璃態、結晶態聚合物中都能產生、發展。
      3.銀紋能在聚合物表面、內部單獨引發、生長,也可在裂紋端部形成。在裂紋端部形成的銀紋,是裂紋端部塑性屈服的一種形式。
       4.在單一應力作用下引發的銀紋,成為應力銀紋。在短時大應力作用下可以引發銀紋, 在長期應力作用下,即蠕變過程中也能引發銀紋,在交變應力作用下也可引發銀紋。受應力和溶劑聯合作用引發的銀紋,稱為應力-溶劑銀紋。溶劑能加速銀紋的引發和生長。(銓盛化工與您一起成長)
       5.銀紋的外形與裂紋相似,但與裂紋的結果明顯不同。裂紋體中是空的,而銀紋是由銀紋質和空洞組成的??斩吹捏w積分數為50%70%。銀紋質取向的高分子和/或高分子微小聚集體組成的微纖,直徑和間距為幾到幾十納米,其大小與聚合物的結構、環境溫度、施力速度、應力大小等因素有關。銀紋主微纖與主應力方向呈某一角度取向排列,橫系的存在使銀紋微纖也構成連續相,與空洞連續相交織在一起成為一個復雜的網絡結構。橫系結構使得銀紋有一定橫向承載能力,銀紋微纖之間可以相互傳遞應力。這種結構的形成是由于強度較高的纏結鏈段被同時轉入兩相鄰銀紋微纖的結果。
      銀紋引發的原因是聚合物中以及表面存在應力集中物,拉伸應力作用下產生應力集中效應。首先在局部應力集中處產生塑性剪切變形,由于聚合物應變軟化的特性,局部塑性變形量迅速增大,在塑性變形區內逐漸積累足夠的橫向應力分量。這是因為沿拉伸應力方向伸長時,聚合物材料必然在橫向方向收縮,就產生抵抗這種收縮傾向的等效于作用在橫向的應力場。當橫向張力增大到某一臨界值時,局部塑性變形區內聚合物中被引發微空洞;隨后,微空洞間的高分子和/或高分子微小聚集體繼續伸長變形,微空洞長大并彼此復合,最終形成銀紋中橢圓空洞。銀紋體形成時所消耗的能量稱為銀紋生成能,包括消耗的4種形式的能量:生成銀紋時的塑性功,黏彈功,形成空洞的表面功及化學鍵的斷裂能。

    我們將繼續討論塑料增韌劑機理的彈性體增韌機理、屈服理論

 



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