El adhesivo transparente óptico (oca) es el material central de los dispositivos electrónicos flexibles, y el estudio de su comportamiento mecánico en entornos de gran tensión, temperatura y humedad es crucial para el diseño confiable de la pantalla plegable. La mayoría de los estudios existentes se limitan a pequeñas cepas (menosdel 100%) y condiciones ambientales convencionales. en la aplicación práctica, la oca puede soportar entornos de temperatura y grandes cepas de hasta el 1000%. el modelo viscoso lineal tradicional es difícil de describir la compleja respuesta mecánica de la oca. Por lo tanto,Equipo de profesores asociados Yuan Hongyan de la Universidad de Ciencia y tecnología del SurSe estudió el comportamiento mecánico de gran tensión de Oca bajo diferentes rangos de temperatura, niveles de humedad y tasas de deformación, y se estableció su modelo constitutivo viscoso - elástico no lineal.

En este trabajo, en un ambiente de humedad del 95% de rh, se realizaron pruebas de tracción uniaxial, cizallamiento simple (tensión del 1.000%) y creep de 10 horas a diferentes temperaturas (- 40 ° C a 80 ° c), y tasa de deformación (0,01 - 5 S 1). Con la ayuda de la tecnología de correlación de imágenes digitales (tic), se midió la relación de amarre de Oca mu ¿ 0,46, lo que verificó las características casi incompresibles del material (figura 5).

Figura 1 diagrama esquemático de la carga de las pruebas mecánicas (tracción, cizallamiento, arrastre, flexión)

Los resultados experimentales muestran una dependencia significativa de la temperatura en el módulo de oca: el módulo disminuyó un 84% a - 40 ° C a 25 ° c, un 41% más a 25 ° C a 80 ° c, y el módulo de cizallamiento alcanzó los 262,3 kPa a baja temperatura (- 40 ° c), mientras que a alta temperatura (80 ° c) Se redujo drásticamente a 20 kPa (figura 2). En las pruebas de arrastre, el material oca sufre un fallo rápido debido a la erosión por vapor de agua causada por un ambiente de alta temperatura y alta humedad (80 ° c, 95% rh), con una tensión de rotura cercana al 1500% (figura 3). Sin embargo, el cambio de humedad a temperatura ambiente tiene un impacto débil en el módulo. El efecto de la tasa de tensión se manifiesta en que el valor de tensión a 5 s 1 es el doble que a 0,01 s, y la respuesta viscosa - elástica de la oca se debilita significativamente a altas temperaturas.

Figura 2 (a) prueba de tracción a diferentes tasas de deformación a 25 ℃, prueba de cizallamiento a diferentes tasas de deformación a (b) 25 ℃, (c) 65 ℃ y (d) 80 ℃.

Figura 3 (a) resultados simples de corte a diferentes temperaturas, (b) resultados de tracción a baja temperatura y (c) pruebas de arrastre bajo tensión de 50 kPa a diferentes temperaturas

En este trabajo, se utiliza un modelo superelástico Yeoh de tercer orden para describir la respuesta elástica no lineal del material, combinado con el modelo Maxwell generalizado (serie prony) para caracterizar su elasticidad viscosa, rompiendo las limitaciones de la hipótesis tradicional de elasticidad viscosa lineal. En el proceso de determinación de parámetros, los parámetros del modelo Yeoh y el modelo de serie Prony se determinan de forma independiente para cada punto de temperatura, evitando el problema de falla de la teoría tradicional de equivalencia tiempo - temperatura (ecuación wlaf) bajo gran tensión, y mejorando significativamente la precisión del modelo. La racionalidad del modelo constitutivo y los parámetros se verifican a través de la simulación de flexión de tres puntos, y los resultados de la simulación muestran que el experimento coincide con la curva de fuerza - desplazamiento simulada, y el retraso viscoso - elástico y la relajación del estrés se reproducen con éxito.

Figura 4 diagrama esquemático de carga de flexión de tres puntos FEM y mapa de nubes de estrés

Figura 5 (a) comparación de los resultados de la prueba de flexión de tres puntos (carga - descarga), (b) los resultados de la prueba de carga - Retención - descarga con la fem, c) 10, (d) 60, (e) 300, (f) 600 s con diferentes tiempos de retención (g) distribución de manchas TIC TIC y relación de Poison con la Fem

En resumen, este estudio ha llevado a cabo un estudio sistemático del comportamiento mecánico de alta tensión de Oca en dispositivos electrónicos flexibles en diferentes temperaturas, tasas de deformación y humedad a través de métodos experimentales y numéricos. Se propone un método general para analizar las propiedades mecánicas de materiales blandos como oca, que incluye pruebas de materiales, calibración de parámetros constitutivos, verificación y aplicación de modelos y parámetros a simulaciones de elementos limitados de comportamientos mecánicos complejos de alta tensión. El modelo constitutivo se centra principalmente en la relación estrés - tensión de la oca. Durante el proceso de gran tensión, la red Molecular oca puede ser destruida, lo que a su vez conduce a fenómenos como el cuello, y los modelos existentes no tienen en cuenta estos mecanismos de daño.

El trabajo relacionado fue publicado en el Journal of Applied Polymer Science bajo el título "long STRAIN Mechanical behaviers of opticly clear adessives for flexible Electrical Devices under different temporal, humidity, AND STRAIN rats".