温度会极大地影响丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)的机械反应。ABS的拉伸行为是本研究探讨。拉伸实验在很大的温度范围内(从40<年代up>°年代up>C - 130<年代up>°年代up>C)。建立了一个模型,揭示了ABS的温度和拉伸行为之间定量关系。拉伸实验的结果表明,拉伸腹肌的行为表现出玻璃态,高弹态。模型也分为两个部分,依赖于玻璃化转变温度的边界,模型的参数的拟合计算的方法。该模型预测与实验结果显示一个好的协议拉伸试验。这项研究提供了定量ABS的温度和拉伸行为之间的关系,可以节省时间和实验成本。
非晶态聚合物的力学行为已经研究了几十年,和基本特征的应力-应变曲线是众所周知的
非晶态聚合物的复杂力学行为通常是依赖于温度(
ABS是无定形聚合物的一个重要组成部分,特别是在电子工业、机械工业、交通和建筑材料行业。(
然而,温度对ABS的拉伸行为的影响受到更少的关注。这项工作的目的是提出一个数学模型来描述ABS在不同温度下的拉伸行为(从40<年代up>°年代up>C - 130<年代up>°年代up>C),模型的参数计算的拟合方法。为了验证模型的准确性,从模型的预测结果与实验结果进行比较。这项研究提供了定量ABS的温度和拉伸行为之间的关系,可以节省时间和实验成本。
非晶态聚合物的顺序提出了玻璃态,高弹态,粘流状态与温度的增加。拉伸试验是不可能与温度高于粘性流的温度。所以本文在拉伸性能的玻璃态和非晶态聚合物的高弹性状态。
在非晶态聚合物的玻璃态,典型的应力与应变曲线分为两部分有界的屈服点。在屈服点之前,聚合物显示弹性,屈服点是弹性阶段的临界点;屈服点后,聚合物进入塑性阶段。然而,应力和应变之间的关系并不是完全线性弹性的弹性阶段。因此,该模型分为三部分:弹性阶段、屈服点的弹性阶段的临界点,应变软化阶段,描述了应力的定量关系,压力,温度和玻璃态。
在弹性阶段的应力-应变关系是线性的,这是定义如下( 弹性临界点的范围的趋势完全屈服点不再是线性的,这是power-hardening所描述的模式 应力和应变的关系在修改后的应变软化阶段所描述的模型从power-hardening模型: 样例展示高弹性温度高于玻璃化转变温度 模型分为两个部分来描述根据材料特性的定量关系在不同的温度下。最终,ABS的温度和拉伸性能的关系给出如下:
当
拉伸样品是由非晶态材料ABS (xr - 401, LG化学信息电子材料有限公司、韩国),和拉伸标本是由注射成型机(HTFX5-MA3800/2250)。加工参数如表所示
ABS的拉伸性能变化在不同的温度下;摘要ABS的温度分为两部分包括以下和转变温度以上。先前的研究表明,玻璃化转变温度的范围是100<年代up>°年代up>c - 110<年代up>°年代up>C ( ABS低于105的实验结果<年代up>°年代up>C图所示 ABS的弹性模量在不同温度下表所示 弹性模量和温度之间的关系是由一元二次方程描述。r平方的值是0.99969,这意味着拟合曲线和实验数据之间的偏差控制在一个迷你限制。的参数 ABS的拉伸性能显然是受到温度由于粘弹性的影响,因此,应力和应变之间的关系不是线性的屈服点。结合测试标准,弹性阶段的范围是0 - 0.25%的应变,应力和应变之间的关系是线性的。当应变范围的0.25%,屈服应变,应力和应变之间的关系是描述方程( r平方的值都大于0.93,其中最大的是0.99398,这意味着方程( 探索参数和温度之间的关系, 的屈服应力 在应变软化阶段,实验数据的拟合结果如图所示 所有的参数方程( 上述模型的参数是可以接受的基础上获得的拟合结果。这些模型之间的关系反映了应力、应变低于玻璃化转变温度。
ABS的拉伸性能在高弹态不同于玻璃态,不显示明显的应变软化和直接进入塑性阶段,如图 拉伸腹肌的数据在不同温度(玻璃化转变温度以上)。
方程( 拟合的结果 总之,得到了模型的参数的拟合,定量描述和模型应力和应变之间的关系在一定温度范围内。定量关系如下:当
来验证该模型的准确性,拉伸数据在75<年代up>°年代up>C和115<年代up>°年代up>C进行了比较与数据从这个模型。结合参数的模型,计算(表的参数 模型的参数在348 K和378 K。
参数
348 K ( 388 K (
1587.9318
12.2338
0.7262
1.7748
13.9484
−1.8776
1.1666
0.0681
0.4200
实验和预测结果的比较在348 K和388 K图所示 比较在不同温度下的实验数据和预测结果。(一)348 K和388 K (b)。
在这项研究中,提出了一个模型来描述ABS在不同温度下的拉伸行为。温度显著影响ABS的特性,该模型分为两部分的基础上,玻璃化转变温度。该模型方程结合数学简单,便于应用与工程问题的物理现实的描述ABS的力学行为。此外,该模型还比较实验数据验证了预测模型的数据。一般来说,该模型准确地描述了ABS的拉伸行为表现在不同的温度下,节约时间和实验成本。
使用的数据来支持本研究的结果包括在本文中。
作者宣称没有利益冲突。
这项工作得到了国家自然科学基金批准号。51575491,51875525,和U1610112下的浙江省自然科学基金批准号。LY19E050004, LY18E050020 LY20E050020, LY19E050009。