正割模量是科學(xué)表征高分子材料剛性概念的一個(gè)專業(yè)性、權(quán)威性標(biāo)準(zhǔn)術(shù)語。
在眾多國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)中都采用這一概念和術(shù)語。多的不說,像美國(guó)材料試驗(yàn)協(xié)會(huì)(ASTM)、美國(guó)安 全實(shí)驗(yàn)室公司(Underwriters Laboratoris Inc. Standard Saffety,UL),作為全球的權(quán)威性專 業(yè)著名機(jī)構(gòu),例如在 ASTM D 5323 和 UL 224 等標(biāo)準(zhǔn)中,都采用了正割模量來表征高分子材料剛性 的概念和參數(shù),代表著科學(xué)界和工程技術(shù)界的專家共識(shí)、專業(yè)性和權(quán)威性。 然而,正割模量這一概念在國(guó)內(nèi)不同的行業(yè)卻產(chǎn)生了歧義性理解,有的甚至認(rèn)為用正割模量 表征橡塑材料剛性屬于非正統(tǒng),這顯然產(chǎn)生了誤導(dǎo)。 在高分子材料領(lǐng)域,正割模量(Secant Modulus)的準(zhǔn)確定義是“拉伸應(yīng)變或壓縮應(yīng)變?yōu)?2% 時(shí)應(yīng)力的 50 倍”。對(duì)于拉伸而言,即按方程式(1)計(jì)算,見圖 1。
上式(1)中,Es —正割模量,MPa; —拉伸應(yīng)變?yōu)?2%的應(yīng)力,MPa; —拉伸應(yīng)變,僅限為 2%
為了直觀設(shè)計(jì)應(yīng)用,高分子材料的 剛性按正割模量范圍大致可分為:極柔 性、柔軟性、半硬性、硬性材料四類, 見表 1。 正割模量與其它領(lǐng)域的“割線模 量”是不同的,例如地質(zhì)領(lǐng)域的定義是 “壓縮應(yīng)變?yōu)?50%的應(yīng)力的 2 倍”就完 全不是一回事,這一點(diǎn)很容易混淆。 通常把材料分為高分子材料、無機(jī) 非金屬材料和金屬材料,為了表征其剛 性的大小籠統(tǒng)地用楊氏模量,正割模 量、割線模量、切線模量…雖然是楊氏 模量的細(xì)分概念,但卻又有不同的定 義,不可混淆。
舉例,現(xiàn)在國(guó)際通行的新版萬能拉力試驗(yàn)機(jī),自動(dòng)輸出的“模量”、“彈性模量”正是正割模量。
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