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编织袋应力发白现象
2017-06-27 16:48网址:http://www.ylbzd.net/

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废旧编织袋在外力引发的形变下变白,这个现象在材料学里有个专有名词,叫“应力发白(stresswhitening)”。不仅仅是弯折,在拉伸,冲击,疲劳等应力状态下废旧编织袋也会发生应力发白。随着形变量的增加,材料发白的程度也会增加。

  废旧编织袋在形变初期(ε=40%),试样已经开始发白;当形变量达到屈服点时(ε=100%),试样出现颈缩,颈缩部位的发白程度明显提高;而当试样被进一步拉伸时(ε=400%),试样颈缩发白的区域大大增加。

  废旧编织袋的应力发白现象已经被研究了几十年,然而其形成机理仍然有争议。目前被最广泛接受的说法是:高分子塑料在外力作用下,材料内部的孔洞和缺陷不断地形成,生长并联结,在应力的垂直方向形成大量银纹(crazes),导致材料的折光率发生变化,在严重变形的区域入射光甚至被完全反射,从而在宏观上体现出白色。另外,还有人提出形变导材料内部不规则的密度波动(densityfluctuation)也是银纹产生的原理,另外,一些增强颗粒与基体的界面也被认为是显微孔洞形成的原因。

  废旧编织袋在形变带内部大量定向排列的显微结构便是银纹。一条沿着银纹排列形成的微裂纹,这些微裂纹的形成会改变局部的应力状态从而产生二次银纹(secondarycrazes)。

  总而言之,废旧编织袋的应变发白同时受材料的内部因素(成分,链长,杨氏模量,屈服极限,结晶性,相变等)和外部因素(应力大小,应变速率,温度等)控制,总得来说,更高的弹性模量,屈服极限,以及更大的弹性区间更有利于增强广东废旧编织袋的形变阻抗,从而缓解应变发白的程度。

  影响应力发白现象的因素

  应力大小和作用速率

  在一定的范围内,随着应力增大和应变速率减小,应力发白程度会提高。

  应变程度

  Bucknall等发现在拉伸HIPS试样中,应力发白首先发生在拉伸比为2%时,以后随拉伸比的增加而增强。

  橡胶含量

  R.A.Pearson发现在橡胶改性环氧树脂中,随橡胶含量的增加,空穴密度增大,应力发白程度增强。已有研究表明,在ABS中橡胶相丁二烯含量不同的情况下,应力发白程度不同,如含20%橡胶的ABS中,在约-10℃时,整个断面上出现应力发白;在含14%橡胶的ABS中,类似变化发生在-5℃;而含有10%橡胶ABS中要到20℃才有类似变化。

  压力

  对HIPS,ABS和橡胶改性的PMMA的研究中发现,对于HIPS,200MPa的压力已足以使其中的应力发白完全消失,致使材料在低应变下断裂,强度与PS在同等压力下一样;在200~300MPa下从脆性断裂转变为剪切屈服,因而最终断裂伸长率增大。对于ABS与橡胶改性的PMMA,压力的作用并未使样品完全脆性断裂,这是由于,此时银纹与剪切屈服同时存在,压力的升高只能抑制银纹的出现,而对剪切屈服无大的影响。K.D.Pae等发现在8917MPa的静压下对已存在应力发白的PP试样进行拉伸,应力发白区能完全或部分消失。

  应力发白现象对广东废旧编织袋性能的影响

  橡胶改性编织袋中,发现在韧性试样中应力发白区尺寸大,沿裂纹表面深1~2mm,而在脆性试样中,其尺寸小,仅深至0.05~0.6mm,图1为其冲击强度与应力发白区厚度关系图。用最小二乘法模拟曲线得:J(冲击强度)=44.3h(厚度),可见冲击强度正比于应力发白区厚度。应力发白区为体系能量耗散区,对于韧性和脆性废旧编织袋而言,单位质量冲击能耗密度相等,冲击强度差别仅来自于应力发白区大小的区别。


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