Abstract
玻離態高分子在破壞之前產生的韌性、脆性變形區， 一向為研究高分子破壞行為的重點。 在此篇論文中，我們將分兩部份來探討韌性高分子的變形與破壞行為。 第一部份， 我們以原子力顯微鏡 (AtomicForce Microscope)方法來研究高分子 PPO之剪變形區。我們發現剪變形區的成長乃遵循 "微頸縮 " 的形變過程。經由對微變形區表貌資料的分析， 我們發現在微變形區中央有應力與應變集中的現象，而且在區中央幾乎維持定值。 在變形區的邊緣 ( 即斜坡地帶 ) 有最大的應變速率，即指變形時大部份的拉伸行為在此區域發生。 可知變形區成長增寬的機構為此區域材料的拉伸變形。另一方面，微變形區中對應所得的應力--應變曲線，顯示一明顯降伏點。 這顯示在變形區形成的開始，材料有塑性降伏的現象。 這與我們所得變形區內楊氏係數較區外為低的結果，同樣顯示了在微變區形成的開始，有應變軟化的情形發生。 然而當應變繼續逐漸增加，微變形區內的楊氏係數也逐漸增加，材料發生應變硬化。 再者，我們亦發現， 當應變量達到一臨界應變值 0.65 時，材料的應變速率達到一極大值。 然而，當我們摻混 20% 的脆性高分子 PS後， 此臨界應變值增加至約 0.75 ，顯示了應變硬化有被延後的情形。第二部份為介紹我們所發現由物理時效導致高分子 Poly(2,6-dimethyl-1,4-phenylene oxide) [PPO] 薄膜韌 --脆轉變之現象。時效處理造成PPO 薄膜拉伸後有應變集中的現像。且隨著時效的增長，應變集中的程度將被提高 當時效長達一定時間後， 薄膜將在應變量很少時即脆斷，而不形成任何微變形區。 此外, 在 Tg 之下的高溫熱處理同樣有使 PPO 薄膜脆化的效應， 且時效的溫度愈高，薄膜脆化的現象將被提升。 根據以穿透式電子顯微鏡 (Transmition Electron Microscope, 簡稱TEM) 觀察的結果，脆化的 PPO薄膜不但有剪變形區，也有纖化區的存在。 且隨著時效的增加，纖化區對剪變形區的比例也相對增加。 經 FTIR實驗結果發現，儘管加熱後的 PPO 薄膜呈現截然不同的機械性質，但其化學結構幾乎沒有改變。 此外，溶劑甲苯在薄膜中的含量極微幾乎可以忽略，且非薄膜韌脆轉換的主導因素。 更進一步, 將已熱處理後脆化的薄膜置於 Tg 之上, 薄膜的脆化程度反而降低, 且韌性有回復的趨勢.因此推測， 此脆化現象可能是由於分子鏈鬆弛且造成自由體積減少之故。 然而，更深入的了解仍有待進一步的研究。