應(yīng)力松弛是指在恒定溫度和恒定形變下,聚合物內(nèi)部的應(yīng)力隨時(shí)間增加而逐漸衰減的現(xiàn)象。這種現(xiàn)象也在日常生活中能觀察到,例如橡膠松緊帶開始使用時(shí)感覺比較緊,用過一段時(shí)間后越來越松。也就是說,實(shí)現(xiàn)同樣的形變量,所需的力越來越少。未交聯(lián)的橡膠應(yīng)力松弛較快,而且應(yīng)力能*松弛到零;但交聯(lián)的橡膠,不能*松弛到零。
線形聚合物的應(yīng)力松弛的分子機(jī)理如圖2-1所示,拉伸時(shí)張力迅速作用使纏繞的分子鏈伸長,但這種伸直的構(gòu)象是不平衡的,由于熱運(yùn)動分子鏈會重新卷曲,但形變量被固定不變,于是鏈可能解纏結(jié)而轉(zhuǎn)入新的無規(guī)卷曲的平衡態(tài),于是應(yīng)力松弛為零(圖2-1)。交聯(lián)聚合物不能解纏結(jié),因而應(yīng)力不能松弛到零。
影響應(yīng)力松弛的因素有;溫度的影響、壓力的影響、聚合物分子量的影響、交聯(lián)狀態(tài)的影響、共聚和增塑作用的影響、結(jié)晶化的影響、聚合物分子結(jié)構(gòu)的影響等。成型過程中總離不開應(yīng)力,在固化成制品的過程中應(yīng)力來不及*松弛,或多或少會被凍結(jié)在制品內(nèi)。這種殘存的內(nèi)應(yīng)力在制品的存放和使用過程中會慢慢發(fā)生松弛,從而引起制品翹曲、變形甚至應(yīng)力開裂。因此,檢測材料的應(yīng)力松弛具有重要的實(shí)際意義。
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