聚合物拉伸的真应力-应变曲线(True Stress-Strain Curve)通常可以归纳为以下几种基本类型,每种类型都反映了聚合物在拉伸过程中的不同行为:
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弹性变形阶段:
- 在初始阶段,聚合物显示出线性弹性行为,真应力与真应变呈线性关系。
- 这个阶段是聚合物分子链重新排列但未发生永久变形的时期。
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屈服阶段:
- 当应力达到一定水平后,聚合物开始进入屈服阶段,表现为应力突然下降或波动。
- 在此阶段,聚合物内部结构开始发生永久性改变,如链滑移和晶体结构变性。
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塑性流动阶段:
- 屈服后,聚合物进入塑性流动阶段,应力随应变增加而缓慢上升。
- 这个过程中聚合物的分子链进一步重新排列,材料表现出塑性变形。
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应变硬化阶段:
- 随着应变继续增加,某些聚合物可能进入应变硬化阶段,应力迅速增加。
- 这一现象通常与聚合物分子链的取向增强和纠缠程度增加有关。
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稳定流动阶段:
- 对于某些具有高韧性的聚合物,拉伸过程中可出现一个较长的稳定流动阶段。
- 在这个阶段,应力几乎保持恒定,而应变持续增大,聚合物内部结构逐渐趋于稳定。
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断裂阶段:
- 最终,当应力达到最大值时,聚合物材料开始局部断裂,形成颈缩现象。
- 随着颈缩的扩展,材料的横截面积减小,应力再次增加,直至完全断裂。
每类聚合物的具体拉伸曲线形状会因其化学结构、分子链长度、分子量分布、结晶度、添加剂等因素而有所不同。通过分析真应力-应变曲线,可以评估聚合物的弹性模量、屈服强度、断裂伸长率、抗拉强度等力学性能。