循环变形下软质热塑性聚氨酯的应变诱导增强
软凝聚态物质
2021-04-07 v1
摘要
我们研究了三种不同商用热塑性聚氨酯弹性体(TPU)在单轴拉伸下的循环力学行为,这些材料常被视为常见填充弹性体的可持续替代品。所有TPU具有相似的硬段含量与线性模量,但如X射线分析所示,其大应变性质存在明显差异。尽管存在这些差异,我们发现在步进循环加载后的 conditioning 过程中有一种 stiffening 效应,这与化学交联填充橡胶中常见的软化(亦称为Mullins效应)大不相同。我们提出这种自增强与TPU中天然存在的硬域破碎为更小但数量更多的子单元有关,这些子单元可能充当新的物理交联点。所提出的增强机制与拉伸天然橡胶中观察到的应变诱导结晶并非不相似,但其具有持久性。特别地,在存在非均匀应变场处(如循环疲劳中扩展的裂纹情形)它可能引起局部增强,从而为TPU众所周知的韧性与耐磨性提供潜在解释。
引用
@article{arxiv.2104.02504,
title = {Strain induced strengthening of soft thermoplastic polyurethanes under cyclic deformation},
author = {Giorgia Scetta and Jianzhu Ju and Nathan Selles and Patrick Heuillet and Matteo Ciccotti and Costantino Creton},
journal= {arXiv preprint arXiv:2104.02504},
year = {2021}
}
备注
Journal of Polymer Science, John Wiley & Sons, 2021