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橡膠增韌塑料剪切帶

化學(xué)先生 / 2019-09-18

橡膠顆粒的另一個重要作用是引發(fā)剪切帶的形成；如圖4-2所示，剪切帶可使基體剪切屈服，吸收大量形變動。剪切帶的厚度一般為1μm,寬約5-50μm.剪切帶又由大量不規(guī)則的線簇構(gòu)成，每條線的厚度約0.1μm,如圖4-5所示。

剪切帶一般位于最大分剪切應(yīng)力的平面上，與所施加的張力或壓力星45°左右。在剪切帶內(nèi)分子鏈有很大程度的取向，取向方向為剪切力和拉伸力合力的方向。

剪切帶不僅是消耗能量的重要因素，而且還終止銀紋，使其不至發(fā)展成破壞性的裂紋。此外，剪切帶也可使已存在的小裂紋轉(zhuǎn)向或終止。

銀紋和剪切帶的相互作用有三種可能方式(見圖4-6)：①銀紋遇上已存在的剪切帶而得以愈合、終止，這時由于剪切帶內(nèi)大分子鏈高度取向而限制了銀紋的發(fā)展:②在應(yīng)力高度集中的銀紋尖端引發(fā)新的剪切帶，所產(chǎn)生的剪切帶反過來又終止銀紋的發(fā)展；③剪切帶使銀紋的引發(fā)及增長速率下降并改變銀紋動力學(xué)模式。

總的結(jié)果是促進(jìn)銀紋的終止，大幅度提高材料的強度和韌性。

關(guān)于銀紋化和剪切屈服所占的比例主要由以下因素決定。

①基體的性質(zhì) 脆性的基體有利于銀紋的產(chǎn)生，而基體的韌性越大，剪切成分所占的比例就越大。

②應(yīng)力場的性質(zhì) 一般而言，張力提高銀紋的比例，壓力提高剪切帶的比例。圖4-7表示了雙軸應(yīng)力作用下聚甲基丙烯酸甲酯的破裂包絡(luò)線。圖中第一象限表示雙軸壓力都是張力的情況，這時形變主要是銀紋化。第三象限為雙軸向壓力，這時僅發(fā)生剪切形變。在第二和第四象限內(nèi)，剪切和銀紋的破裂包絡(luò)線相互交叉，使銀紋和剪切兩種機理同時存在。

③形變速率形變速率越大，銀紋所占比例越高。

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