The Effect of Creep and Other Time Related Factors on Plastics and Elastomers, Second Edition pdf epub mobi txt 电子书下载 2026

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出版者:

作者:McKeen, Laurence W.

出品人:

页数:600

译者:

出版时间:2009-5

价格:2509.00 元

装帧:

isbn号码:9780815515852

丛书系列:

图书标签:

Plastics
Elastomers
Creep
Rheology
Material Science
Polymer Science
Time-Dependent Behavior
Mechanical Properties
Durability
Failure Analysis

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具体描述

The second edition of the classic data book, The Effect of Creep and Other Time Related Factors on Plastics and Elastomers (originally published in 1991), has been extensively revised with the addition of an abundance of new data, the removal of all out-dated information, and the complete rebuilding of the product and company listings. This new edition also has been reorganized from a polymer chemistry point of view. Plastics of similar polymer types are grouped into chapters, each with an introduction that briefly explains the chemistry of the polymers used in the plastics. An extensive introductory chapter has also been added, which summarizes the chemistry of making polymers, the formulation of plastics, creep-testing, test methods, measurements, and charts, as well as theory and plastic selection. Each chapter is generally organized by product and concludes with comparisons of brand or generic products. The appendices include a list of trade names, plastics sold under those names, and manufacturer. A list of conversion factors for stress measures is also included. ABOUT THE AUTHOR Laurence W. McKeen earned a B.S. in Chemistry from Rensselaer Polytechnic Institute in 1973 and a Ph.D. in 1978 from the University of Wisconsin. He began his career with DuPont in 1978 as a mass spectroscopist, but moved into product development in the Teflon® Finishes group in 1980. Dr. McKeen has accumulated over 28 years of experience in product development and applications, working with customers in a wide range of industries, which has led to the creation of dozens of commercial products.

More than 8 core chapters, which serve as a databank for evaluating the creep of plastics

Over 600 uniform graphs for more than 45 generic families of plastics are explained

Types of graphs include: (1) Isochronous Stress-Strain Curves at Various Times and Temperatures (2)CreepStrain or Creep Deformation versus Time at Various Stress Levels and Temperatures (3) Various Modulus Measures (Tensile, Compressive, Flexural) versus Time at Various Temperatures (4) Hoop Stress versus Time at Various Temperatures (5) Stress Cracking and Other Plastics Failure versus Time (6) Creep Rupture versus Time

《聚合物材料的时效性：从蠕变到老化，理解其行为的关键》本书概述聚合物材料，因其独特的力学性能、轻质化以及易于加工的特性，已广泛渗透到我们生活的方方面面，从日常用品到尖端科技领域，无处不在。然而，这些材料并非一成不变。与金属等传统结构材料相比，聚合物对时间、温度、应力以及环境因素的敏感性尤为突出。这些因素共同作用，导致聚合物的宏观力学性能发生缓慢而持久的改变，这一现象统称为“时效性”。理解并精确预测聚合物的时效性行为，对于确保产品在使用过程中的安全性、可靠性以及延长其使用寿命至关重要。本书，《聚合物材料的时效性：从蠕变到老化，理解其行为的关键》，旨在深入剖析聚合物材料在各种时效性因素影响下的复杂行为。我们将系统性地探讨影响聚合物时效性的关键因素，并深入阐述其背后的微观机理。本书将从基础的蠕变现象入手，逐步扩展到更广泛的时间相关因素，如应力松弛、疲劳、老化（热老化、光老化、化学老化等）以及环境影响（如湿气、溶剂）等，为读者提供一个全面而深入的认识。本书内容详情第一部分：蠕变与应力松弛——聚合物基础时效性的基石蠕变现象及其基本理论：蠕变是指聚合物在恒定应力作用下，随时间推移发生的不可逆变形。本部分将详细介绍蠕变的基本概念，包括瞬时弹性变形、黏性流动以及内部分子链的滑移和链段运动等微观机制。我们将深入探讨描述蠕变的经典模型，如Kelvin-Voigt模型、Maxwell模型以及更复杂的广义Maxwell模型，并介绍如何通过实验测量来获取蠕变曲线，并利用这些数据来预测材料在不同应力和温度下的长期行为。影响蠕变的因素：除了应力和时间，温度是影响蠕变速率的最重要因素之一。本书将详细阐述温度对聚合物分子链运动的影响，以及如何利用Arrhenius方程等方法来描述蠕变与温度之间的关系。此外，材料的分子结构（分子量、支化度、结晶度）、交联密度以及增塑剂等添加剂都会对蠕变性能产生显著影响，本书将一一分析这些因素的作用机理。应力松弛：与蠕变相对应，应力松弛是指在恒定应变作用下，聚合物内部的应力随时间推移而逐渐衰减的现象。本部分将解释应力松弛的物理根源，并介绍其与蠕变之间的相互关联性。我们将探讨如何通过应力松弛实验来表征聚合物的动态力学性质，以及如何利用应力松弛数据来预测材料在动态载荷下的响应。多尺度视角下的蠕变与松弛：本部分还将引入多尺度分析的视角，探讨宏观力学行为与微观分子运动之间的联系。从链段运动、结晶区与非晶区行为差异，到宏观形变，我们将力求揭示蠕变与应力松弛在不同尺度下的表现，为理解材料行为提供更深层次的洞察。第二部分：疲劳、老化与环境因素——聚合物的长期性能挑战聚合物的疲劳行为：聚合物在循环载荷作用下发生的失效称为疲劳。与金属疲劳相比，聚合物疲劳过程更为复杂，通常伴随着微裂纹的萌生、扩展以及宏观断裂。本书将详细介绍疲劳的三个阶段，并分析影响疲劳寿命的关键因素，包括应力幅值、应力比、加载频率、温度以及环境因素等。我们将探讨不同类型的疲劳测试方法，如应变控制疲劳和应力控制疲劳，并介绍基于S-N曲线、Paris定律等经典疲劳寿命预测模型。聚合物老化：老化是指聚合物在环境因素（如热、光、氧气、臭氧、湿气、化学介质等）作用下，性能逐渐下降的不可逆过程。本部分将系统地分析不同类型的聚合物老化机理：热老化：在高温作用下，聚合物链可能发生氧化降解、断裂、交联或脱挥发分等反应，导致力学性能变差，颜色改变，甚至脆化。光老化：紫外线辐射是引起聚合物光老化的主要因素。光能引发自由基反应，导致链降解、交联或形成发色团，从而引起表面粉化、变色、力学性能下降。化学老化：聚合物暴露于各种化学介质（如酸、碱、溶剂、氧化剂）中，可能发生溶胀、溶解、降解、化学反应等，从而导致性能的改变。其他老化因素：包括臭氧老化、湿气老化、机械磨损等。老化对聚合物性能的影响：本部分将详细分析各种老化过程如何影响聚合物的力学性能（强度、伸长率、模量）、物理性能（颜色、光泽度、表面形貌）以及其他关键性能。我们将介绍加速老化测试方法，以及如何通过这些测试来评估材料的长期耐久性。环境因素的协同作用：许多情况下，聚合物会在复杂环境中服役，多种因素可能同时作用，产生协同效应。本书将探讨温度、湿度、紫外线、化学介质等因素的组合影响，以及它们对聚合物时效性行为的复杂交互作用。例如，湿气可能加速某些聚合物的光氧化过程，高温可能增强化学侵蚀的速率。第三部分：预测模型与材料选择——应对聚合物时效性的工程策略时间-温度叠加原理（TTS）： TTS是一种重要的预测聚合物长期性能的方法。本书将详细介绍TTS的理论基础，包括其适用条件和局限性。我们将演示如何通过短期的高温蠕变或应力松弛数据，来外推材料在室温下的长期行为。损伤累积模型：对于疲劳和老化等过程，损伤累积模型是预测材料剩余寿命的重要工具。本书将介绍多种损伤累积模型，包括线性损伤累积模型（Miner法则）、非线性损伤累积模型以及基于微观损伤演化的模型。有限元分析（FEA）与时效性：随着计算技术的进步，有限元分析在预测复杂工况下聚合物结构的行为方面发挥着越来越重要的作用。本书将探讨如何将时效性模型（如蠕变模型、疲劳模型）集成到FEA中，以预测聚合物部件在实际使用条件下的性能演变。聚合物材料的性能表征与选择：本部分将强调建立一套科学的材料性能表征体系的重要性。我们将讨论如何根据材料的应用环境、设计寿命以及载荷条件，选择合适的聚合物材料。本书将提供一系列的案例分析，说明在不同应用场景下，如何充分考虑聚合物的时效性，从而做出最优化的材料选择和设计决策。阻燃、抗紫外、耐候性等功能性添加剂的作用：聚合物的性能可以通过添加各种功能性助剂来改善。本书将简要介绍一些常见的添加剂，如抗氧化剂、紫外线吸收剂、光稳定剂、阻燃剂等，以及它们如何延缓聚合物的老化过程，提升其在特定环境下的使用寿命。本书特点理论与实践相结合：本书不仅深入阐述了聚合物时效性的理论机理，还结合了大量的实验数据、工程实例和应用案例，力求使读者能够将理论知识有效地应用于实际问题。全面的覆盖范围：从基础的蠕变和应力松弛，到复杂的疲劳、老化和环境因素，本书全面覆盖了聚合物材料的主要时效性现象。深入的机理分析：每一类时效性现象都力求从微观层面剖析其背后的分子结构变化和物理化学过程。实用的预测方法：提供了多种常用的预测模型和工程策略，帮助工程师和研究人员预测材料的长期性能。面向广泛的读者群体：本书适合高分子材料、机械工程、航空航天、汽车工程、土木工程、生物医学工程等领域的科研人员、工程师、研究生以及相关专业的学生阅读。结语理解聚合物材料的时效性是开发可靠、耐久的聚合物产品的基石。随着聚合物应用领域的不断拓展和对材料性能要求的日益提高，对聚合物时效性行为的深入研究和精确预测将变得愈发重要。本书旨在为读者提供一个坚实的理论基础和实用的工程工具，帮助他们在面对聚合物材料在时间、温度、应力及环境因素影响下的挑战时，能够做出明智的决策，设计出更安全、更可靠、更持久的产品。