聚合物材料通常是晶體相和非晶體相的混合物，聚合物纖維絲在受拉狀態(tài)下，材料在滑移和轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生塑性變形，發(fā)生與鏈間滑移相結(jié)合的鏈系矯直，晶體相沿最易取向定向排列，其機(jī)械特性也將隨取向程度的變化而變化。不過(guò)，在與定向排列相垂直的方向上其晶體仍然呈各向異性排列。

測(cè)量絲材的彈性模量多采用低頻諧振技術(shù)。Ballou和Siverman采用圖9-11所示的裝置，通過(guò)測(cè)量聲波的傳播速度，測(cè)定了聚合物纖維絲的彈性模量。測(cè)量結(jié)果表明：彈性模量隨取向度的增加而增加，但結(jié)晶度則保持不變。

Nolle采用類(lèi)似Ballou和Siverman所采用的方法，對(duì)填有炭黑的聚合物材料丁腈橡膠進(jìn)行了研究，通過(guò)測(cè)量不同溫度下相速度和聲衰減隨檢測(cè)頻率的變化(見(jiàn)圖9-12)， 得到了不同溫度下彈性模量隨檢測(cè)頻率的變化曲線(xiàn)(見(jiàn)圖9-13)。

Hillier和Kolsky借助聚乙烯、聚氯丁橡膠和尼龍研究了應(yīng)力對(duì)彈性模量的影響以及聚合物中晶體相的取向效應(yīng)。研究認(rèn)為：聚氯丁橡膠在未拉伸時(shí)，其分子鏈?zhǔn)蔷砬摹．?dāng)施加應(yīng)力時(shí)，分子鏈開(kāi)始伸展，對(duì)應(yīng)低的彈性模量，待分子鏈完全伸展之后繼續(xù)拉伸，通過(guò)鏈?zhǔn)嵌鹊母淖兛蓪?dǎo)致彈性模量相應(yīng)升高。圖9-14中的動(dòng)態(tài)彈性模量與應(yīng)變曲線(xiàn)說(shuō)明：對(duì)聚乙烯和尼龍施加應(yīng)力的直接效果是把鏈排列成行。起初的鏈系是隨機(jī)取向的，存在著某些聚合物結(jié)晶集團(tuán)。在施加應(yīng)力的過(guò)程中，結(jié)晶體沿拉伸軸線(xiàn)方向定向排列，在完全排列成行之后，材料將呈彈性。從圖9-15可以看出，在初始階段動(dòng)態(tài)彈性模量下降，隨后平滑地上升直至材料被破壞。分析認(rèn)為，動(dòng)態(tài)彈性模量初始階段的降低是拉伸過(guò)程中隨機(jī)結(jié)晶集團(tuán)解體引起的。當(dāng)材料受到小的應(yīng)變時(shí)，分子鏈的移動(dòng)可能比未受應(yīng)變的材料更為自由，在按最易取向排列之后，彈性模量相應(yīng)增加。在接近破壞時(shí)，如果完全實(shí)現(xiàn)了按最易取向排列的話(huà)，單純的Hookean(胡克)特性將不再延續(xù)，這可從聚乙烯纖絲10℃時(shí)的聲速測(cè)量中反映出來(lái)(見(jiàn)圖9-16)。

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