粘弹性
聚合物在加工过程中通常是从固体变为液体(熔融和流动),再从液体变固体(冷却和硬化),所以加工过程中聚合物于不同条件下会分别表现出固体和液体的性质,即表现出弹性和粘性。但是由于聚合物大分子的长链结构和大分子运动的逐步性质,聚合物的形变和流动不可能是纯弹性和纯粘性的,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。
综合性质
注:粘弹性使塑料同时具有类似固体的特性,如弹性,强度,因次稳定性,和类似液体的特性如随时间,温度,负荷大小和速率而变化的流动特性。
viscoelasticity theory elastic layer system theory 弹性层状体系理论...viscoelasticity theory 粘弹性理论...elastic semi-infinite foundation 弹性半无限地基
黏弹性- 材料不仅具有弹性,而且具有摩擦。当应力被移除后,一部分功被用于摩擦效应而被转化成热能,这一过程可用应力应变曲线表示。
粘弹性形变的滞后效应
聚合物在加工过程中的形变都是在外力和温度的共同作用下,大分子形变和进行重排的结果、由于聚合物大分子的长链结构和大分子运动的逐步性质,聚合物分子在外力作用时与应力相适应的任何形变都不可能在瞬间完成,通常将聚合物于一定温度下,从外力作用开始,大分子的形变经过一系列的中间状态过度到外力相适应的平衡态的过程看成是一个松弛过程,过程所需的时间称为松弛时间。所以式又可以表示为:
由于松弛过程的存在,材料的形变必然落后于应力的变化,聚合物对于外力相应的这种滞后现象称为”滞后效应“或”弹性滞后“。
滞后效应在聚合物加工成型过程中是普遍存在的,例如塑料注塑成型制品的想变性和收缩。当注射制件脱模时大分子的形变并非已经停止,在贮存和使用过程中,制件中大分子的进一步形变能使制件变形。制品收缩的原因主要是熔体成型时骤冷使高分子堆积得轻松散(即存在”自由体积“)之故。在贮存或使用过程中,大分子的重排运动的发展,使堆积逐渐紧密,以致密度增加体积收缩。能结晶的聚合物则因逐渐形成结晶结构而使成型制品体积收缩。制品体积收缩的程度是随着冷却速度增加而变得严重的,所以加工过程急冷(骤冷)对制件的质量通常是不利的。无论是变形或者是体积收缩,都将降低制品的因此稳定性;严重的变形或收缩不均还会在制品中形成内应力,甚至引起制品开裂;同时并降低制品的综合性能。