涂料化学―第10章 漆膜的力学性质与附着力ppt课件.ppt

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1、涂料化学第十章漆膜的力学性质与附着力本章要求：1、理解无定形聚合物力学性质的特点；2、掌握漆膜的强度及影响强度的因素；3、理解漆膜的附着力及其粘附理论；4、了解影响漆膜实际附着力的因素。本章重点：本章难点：无定形聚合物力学性质的特点；漆膜的强度及影响强度的因素；漆膜的附着力及其粘附理论无定形聚合物力学性质的特点；漆膜的强度及其影响因素第十章漆膜的力学性质与附着力作为保护层的涂料，经常受到各种力的作用，如摩擦、冲击、拉伸等，因此要求该膜有必要的力学性能。涂料也是一种聚合物材料，因此用已有的聚合物材料学的知识来了解和总结漆膜力学性质是很有意义的。但是，涂料和塑料、橡胶、纤维

2、等典型的聚合物材料又有不同，漆膜的性能是和底材密切联系的。漆膜是和底材结合在一起的，因此漆膜和底材之间的附着力对该膜的应用性能同样有重要影响。10.1无定形聚合物力学性质的特点力学行为1、描述力学行为的基本物理量是指施加一个外力在材料上，材料所产生的形变（响应）。外力（牛顿力）即对材料所施加的使材料发生形变的力。通常称为负荷。外力可从以下两方面进行分类：按施力方向分：拉伸力、压缩力、剪切力、弯曲力、摩擦力、扭转力等。按施力方式分：以恒定外力长期持续的作用；以一定速度缓慢短期作用的；突然的力冲击作用的；继续反复作用的。10.1无定形聚合物力学性质的特点内力、应力形变材料在

3、外力作用下发生形变的同时，在其内部还会产生对抗外力的附加内力，以使材料保持原状，当外力消除后，内力就会使材料回复原状并自行逐步消除。当外力与内力达到平衡时，内力与外力大小相等，方向相反。单位面积上的内力定义为应力。材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变化。应变在应力作用下，单位长度（面积、体积）所发生的形变来表征。10.1无定形聚合物力学性质的特点弹性模量引起单位应变所需要的应力。是材料刚硬度的一种表征。模量的倒数称为柔量，是材料容易形变程度的一种表征，以J表示。强度在一定条件下，材料断裂前所能忍受的最大应力，称为强度，常用单位Pa。模量的分类：按外力形式不同，如

4、拉伸力，剪切力和静压力，模量分别称为杨氏模量，剪切模量和体积模量。10.1无定形聚合物力学性质的特点2、模量与温度的关系玻璃态：在T＜Tg的低温下模量很高(109帕斯卡数量级)，这便是玻璃态的聚合物的特征。高弹态：当T＞Tg时，模量急剧下降。然后又到达一个平台(模量为107帕斯卡数量级)这时材料模量较低、容易变形．变成橡胶状具有弹性，通常称为高弹态或橡胶态。粘流态：当温度进一步升到足以使分子间的相对运动速度与观察时间相当时，便进入粘流态，即液态。10.1无定形聚合物力学性质的特点2、模量与温度的关系脆折温度Tb:“硬”玻璃态和“软”玻璃态的分界点。低于Tb温度时，聚合物

5、材料是脆性的；高于Tb的玻璃态聚合物材料具有延展性或称韧性。可发生强迫高弹形变。漆膜的使用最低温度应高于Tb。10.1无定形聚合物力学性质的特点3、粘弹性与力学松弛一个理想的弹性体，受外力作用，平衡形变是瞬时的。与时间无关(普弹形变)，一个理想的粘流体。受外力作用，形变随时间而变化。无定形聚合物材料介于两者之间，属粘弹性材料。1.理想弹性固体：受到外力作用形变很小，符合＝E1=/D1,E1普弹模量,D1普弹柔量。特点:受外力作用平衡瞬时达到,除去外力应变立即恢复。2.理想的粘性液体：符合牛顿流体的流动定律的流体，＝特点:应力与切变速率呈线性关系，受外力时应变

6、随时间线性发展，除去外力应变不能恢复。10.1无定形聚合物力学性质的特点3、粘弹性与力学松弛3.粘弹性:聚合物材料组合了固体的弹性和液体的粘性两者的特征，这种行为叫做粘弹性。粘弹性的表现：力学松弛4.线性粘弹性：组合了服从虎克定律的理想弹性固体的弹性和服从牛顿流动定律的理想液体的粘性两者的特征，就是线性粘弹性。否则为非线性粘弹性。5.力学松弛：聚合物的力学性质随时间变化的现象，叫力学松弛。力学性质受到，T,t，的影响，在不同条件下，可以观察到不同类型的粘弹现象。10.1无定形聚合物力学性质的特点3、粘弹性与力学松弛力学松弛的具体表现静态粘弹性蠕变固定和T,随t增

7、加而逐渐增大。应力松弛固定和T,随t增加而逐渐衰减。动态粘弹性滞后现象在一定温度和和交变应力下,应变滞后于应力变化。力学损耗(内耗)的变化落后于的变化,发生滞后现象,则每一个循环都要消耗功。10.1无定形聚合物力学性质的特点静态粘弹性（1）蠕变在恒温下施加较小的恒定外力时，材料的形变随时间而逐渐增大的力学松弛现象。如挂东西的塑料绳慢慢变长。蠕变过程包括三种形变：普弹形变、高弹形变、粘性流动10.1无定形聚合物力学性质的特点（i）普弹形变（ε1）：ε1t1t2t普弹形变示意图高分子材料受到外力作用时，分子链内部键长和键角立刻发生变化