导　　师： 游革新

授予学位： 硕士

作　　者： (）;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 氨纶因其高弹性、耐腐蚀及耐氧化性能被新研发作为Z-pinch重要部件——自适应纤维。氨纶小变形下的粘弹性能显著影响着Z-pinch的安全可靠性。本文从提升Z-pinch的安全可靠性出发,设计模拟氨纶实际工况的粘弹性实验,研究了温度、外力、时间对氨纶小变形(应变≤10.0%、应力≤0.0011N/tex)下动、静态粘弹性能和微观结构的影响规律,预测氨纶使用寿命。1)首先,本文研究了温度、动态外荷载频率f对氨纶微观结构和动态粘弹性能的影响。结果表明:(1)温度高于-26℃后,小部分结晶的软链段开始结晶熔融,损耗模量E’和损耗因子tan?下降速度降低,完全熔融后,E’和tan?下降速度又增加;温度高达15℃时,所有软链段松弛到高弹态。(2)储能模量E’和E’曲线随着f增大而往高温方向移动,当f高于21.5Hz时,移动趋势不明显;利用时温叠加(Time-temperature superposition,TTS)原理预测出宽频域(10-7Hz~1011Hz)的动态粘弹性能,E’随f的增大而增大,E’随f的增大先增大后下降并在107Hz时达到最大值;(3)-70℃~-26℃范围内,软链段松弛活化能随温度升高而降低;混有小部分结晶熔融的软链段的松弛时间与温度之间的关系既不符合WLF方程也不符合Arrhenius方程。2)其次,本文研究了应变(或应力)、温度对氨纶微观结构和静态粘弹性能的影响。结果表明:(1)25℃下,不同恒应变作用相同时间后,氨纶硬段微区的结构不随应变而变化,软链段不发生拉伸诱导结晶,应力随应变增加而线性增加,应力松弛模量不随应变的变化而变化;不同恒应力作用相同时间后,应变随应力增加而线性增加,蠕变柔量不随应力的变化而变化。(2)温度对氨纶微观结构和应力松弛性能影响显著。-30℃~-20℃范围内,温度越高,软链段结晶度越低,初始应力越低,应力衰减率越大,两相邻松弛时刻之间的应力衰减率之差越大;-20℃~45℃范围内,温度�

关 键 词： 氨纶 动态粘弹性 应力松弛 蠕变 本构模型

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