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塑料材料的延展性和韧性

发布时间: 2012-04-12  点击次数: 7363次

    1.延展性  具有延展性的材料可以被电子拉力试验机拉伸、卷曲或在不破坏其无力性能整体性的情况下伸展成另一种形状。热塑性塑料在被热、力、声等能量作用下表现出延展性,并可以改变其形状。热成型要依赖于所加热材料的延展性,可用热封性试验仪辅助试验,获得各种热参数。延展性是材料被拉伸后的性能,通常为受热后改变材料形变的速度。注塑和挤出成型的产品利用其延展性可以在其仍然很热的情况下与其他零件装配或改性产品。如挤出的高硬度的高填充的PVC管,在成型管材之后,就在一端通过机械扩张出一个连接用扩张口。材料尽管被高度填充但在冷却前仍有良好的高温伸长性,可以被扩张成型。PVC排水管是一种高硬度和高强度的产品,可以承受被埋在地下的应力。冲压成型粗操作可以将管的尾部用弹性的O形环封起来以连接管子。

    2.韧性  韧性是材料在不生失效的情况下,吸收物理能量的能力。吸收能量以后发生弹性或塑性形变。下面的段落描述了几种测量所吸收的能量的几种方法。

    在图8.4a~d)中,由应力-应变曲线所形成的曲线下面的面积表示了材料所能吸收的能量。

    8.4a)是一些具有较高拉伸伸长率的材料,如PEPP、为填充的PVC和尼龙等的曲线。拉力,通常表示为应力,通过XLW拉力试验机来测量,在屈服点处,通常是应力有所下降,材料继续伸长直至断裂。*变化后应力减小,但是伸长继续而且应力变强,导致应力增加,直到达到极限伸长率后断裂。样品在发生可塑形变形时要吸收大量的能量。图8.4b)材料在薄膜拉力试验机下开始有较强的拉伸强度,具有较小的应变,直至达到材料的屈服点,然后材料便如(a)所示一样迅速形变后失效。具有这种曲线的材料如聚甲醛、尼龙、聚酯及所有未纤维增强的工程树脂。图8.4c)材料在拉力试验机下的拉伸强度和伸长性均较低,在较小的应力下很快失效。这种材料是典型的高度填充,未玻璃纤维增强的的材料,如硬PVC、苯乙烯、丙烯酸酯和一些填充了的ABS共混物,包括大部分热固性塑料都具有该种曲线。

拉力试验机测试材料详图

 

8.4  材料的塑性行为

  由于材料在失效之前不能吸收大量的能量,失效方式通常为脆性断裂。图8.4d)是一高度低伸长性的纤维增强材料均具有这种曲线。升高温度对(a)、(b)曲线有较大影响,因为温度升高可以增加材料的延展性,在较低应力下使材料可以缓慢吸收更多能量,在失效前身长更多。而对图8.4c)、(d)曲线来说温度的影响要小些。

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