蠕變?cè)囼?yàn)與大多數(shù)金屬材料不同,高聚物在室溫下已有明顯的蠕變和松弛現(xiàn)象。高分子材料的蠕變是指在一定溫度和較小的恒定外力(拉力、壓力或扭力等)作用下,高分子材料的形變隨時(shí)間的增加而逐漸增大的力學(xué)現(xiàn)象。例如,軟質(zhì)PVC絲鉤一定質(zhì)量的砝碼,絲會(huì)慢慢伸長(zhǎng);解下砝碼,絲慢慢回縮。蠕變曲線是指在一定溫度和壓力下,材料的應(yīng)變(ε)隨時(shí)間(t)變化的關(guān)系。圖1-1是一般高聚物蠕變曲線,圖1-2是線型高聚物的蠕變曲線。從線型高聚物在恒定應(yīng)力下和除去應(yīng)力后的形變時(shí)間曲線可知,其蠕變過(guò)程包括四個(gè)階段:普彈形變、高彈形變、黏性流變和形變。
蠕變與溫度高低和外力大小有關(guān),溫度過(guò)低,外力太小,蠕變很小而且很慢,在短時(shí)間內(nèi)不易覺(jué)察;溫度過(guò)高、外力過(guò)大,形變發(fā)展過(guò)快,也感覺(jué)不出蠕變現(xiàn)象;在適當(dāng)?shù)耐饬ψ饔孟?,通常在高聚物的玻璃化溫度以上不遠(yuǎn),鏈段在外力下可以運(yùn)動(dòng),但運(yùn)動(dòng)時(shí)受到的內(nèi)摩擦力又較大,只能緩慢運(yùn)動(dòng),則可觀察到較明顯的蠕變現(xiàn)象。
蠕變是材料彈性與粘性的相互作用結(jié)果,材料彈性好,其蠕變應(yīng)力大,蠕變溫度高,如果粘性大于彈性則反之,讓我們可以把握實(shí)際可能出現(xiàn)的情況。所以一般來(lái)講,特別是塑料或者壓敏膠,材料加工要蠕變好(流動(dòng)性好),而材料應(yīng)用則需蠕變差(材料穩(wěn)定,蠕變意味著材料發(fā)生變化)。蠕變涉及到材料結(jié)構(gòu)、分子量、分子鏈等因素。利用高分子材料的蠕變性能可以制作蠕變性防水材料。蠕變性防水材料可以作為防水涂料單獨(dú)使用、與卷材復(fù)合使用或者在現(xiàn)有的防水卷材底層先行涂敷成為自粘卷材。此外,高聚物蠕變性能反映了材料的尺寸穩(wěn)定性。
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