CL Sợi thủy tinh
a. Tính chất cơ học
C âc tính c h ấ t cơ học của polyme, cũng như củạ kim loại, bao gồm
độ bền, độ dẻo, môđun đăn hồi .... G iản đồ ứng suất-biến dạn g của polyme như H .8 .17 .
Đường (1) lă của polyme giịn, Ĩ1Ĩ bị phâ hủy ngay khi còn biến dạn g đăn hồi. Đường (2) lă của polyme dẻo gồm ba giai đọan biến dạng đăn hồi, biến dạng dẻo vă phâ hủy giồng như của kim loại. Đường (3) lă của cốc v ật liệu polym e nhóm cao su, nó biến dạng hoăn toăn đăn hồi.
V ậ t liệu pịyme có độ bền thấp hơn kim loại (khoảng 1 0 lần so với thĩp thường), môđun dăn hồi cũng thấp hơn kim loại, nhưng độ dẻo thì cao hơn, có th ể đ ạt 1 0 0% thậm chí 1 0 0 0%, trong kh i đó thĩp thường chỉ có độ dẻo kh oân g v ă i chục phần trăm (bảng 8.1).
Điều đặc b iệt lă cơ tính của polyme phụ thuộc văo n h iệt độ rất nhiều. T ă n g n h iệ t độ thì mơ đun đăn hồi v ă giới h ạn bền đều giảm v ă độ dẻo lạ i tăng.
K h i thử cơ tín h, tốc độ biến dạng có vai trị ngược lạ i với n h iệt độ, có n gh ĩa giảm tốc độ biến dạng có tâc dụng giống như tă n g nhiệt độ.
H ìn h 8.17. Giản đồ ứng suất ■ biến dạng cửa polym e
B ảng 8.1. Cơ lý tinh của vật liệu polyme. thõng d ụ n g ở nhiệt độ thường
Vât liệu Khối lượng riíng (g/cm5) E MPa.10J CTb MPa 5 % Dộ bến va đập ftlp/in Nhiệt độ Ts vă Tg °c Tg Ts P6 tỉ trọng thấp 0.917-5-0,932 1.7--2,8 8,3+31,7 100+650 Không vở -110 115 PE tí trpng cao 0,952^0,956 10,6--10.9 22+31 1CH1200 4,0 -90 137 PVC 1,3+1,58 24--41 41+52 40-80 0,4*22 105 212 R TFE 2.14*2,2 4,0--5.5 14^34 200^400 3 -90 327 PR 0,9:0,91 11--16 3U41 100-1600 0,4^1,2 -20 175 PS 1,04*1,05 23--33 36-52 1,2+2,5 0,35-0,45 100 PMMA 1.17*1,2 22- 32 48^76 2 h10 0,3 "0,6 Phenol- 1.24+1,32 28--48 34^62 1.5+2 0.24+4 formaldehyd Nylon 1.13+1,15 16--38 76+94 15-300 0.55-2,1 47 265 P E T 1,29*1,4 28 -41 48+72 30-300 0.25-0.7 73 265 Polycacbonat 1,2 24 66 110 16 150 b. N ó n g c h ả y v ă h i ệ n tư ự n g t h ủ y t ỉ n h h ó a
Như dê nói, cấu trúc của polym e có th ể hoăn to ăn lă vó dịnh hình hoặc vừa tin h th ể vừa vô định hình. Tùy thuộc văo tỷ lệ giữa câc khu vực tin h th ể vă vơ định hình mă tín h n ó n g ch ảy của nó giốn g như kim loại (tinh thể, th ủ y tin h (vơ định hình), hoặc trung gian (bân tinh thể).
H ìn h 8.18. Sự thay đổi tỉiể tícỉi riíng theo nhiệt độ khi lịm nguội pòynie Hỏng chảy; A- polyme vơ định hình hoăn toăn; B- polyme bân tinh thể; C- polyme. tinh thế
T rín h ĩnh 8 .18 , đường A lă của polym e vơ định hình hoăn toăn. K h i lăm nguội từ trạ n g th â i lỏng, nó sâ n h rồi sệ t như th ủ y'tin h .' Không ph ât hiện n h iệt độ chuyển từ trạ n g th â i lỏng san g trạ n g th â i rẩn nhưng đín n h iệt dộ T g độ ngh iín g ciia đường nguội giầm . T g gọi lă nhiệt độ thủy tinh hóa. V ậ t liệu tinh thể (kế cả polym e có hăm lượng tinh thể rất lớn) có sự th a y dổi th ể tích m ột câch đột n gột kh i k ế t tin h tại Ts (hoặc nóng chảy) như biểu diễn ơ đường c . Polym e bân tin h thí (đường B) có
đvờng biểu điển trung gian giữa A v ă Com posit, tồn tạ i cả n h iệ t độ k ết tình Ts (hoặc nóng chảy) vă n h iệt độ thủy tinh hóa Tg. N ói chung