以时温等效方法研究尼龙1010应力松弛行为及使用寿命预测

以尼龙材料的应力松弛行为作为研究对象,考察初始应变为1. 0%,2. 8%和5. 1%的尼龙1010样品在温度区间293～353 K的松弛曲线,采用时间-温度等效叠加方法得到了松弛模量主曲线,计算出叠加过程中的表观活化能、松弛过程中的活化体积和应力辅助功.结果表明,整个松弛过程中的表观活化能和应力辅助功表现出相同的变化趋势,体现出松弛过程中克服运动单元位垒的过程.当293～323 K区间的松弛曲线叠加时,随着初始应变的增加,表观活化能和应力辅助功均逐渐降低,有助于聚合物内部的运动单元越过能垒发生松弛,与松弛过程中的应力辅助热活化理论相一致;当333～353 K区间的松弛曲线叠加时,不同初始应变样品的表观活化能均为260 k J/mol,应力辅助功均为60 MPa·nm^3,说明松弛过程中克服运动单元的能垒与应力作用无关.根据松弛主曲线,计算出了尼龙1010在1. 0%,2. 8%和5. 1%3种形变下,长时间范围内应力衰减与时间的关系,为预测实际使用过程中的应力松弛行为提供了依据.