聚合物的应力-应变曲线PPT精选文档

1、第八章第八章 聚合物的聚合物的屈服和断裂屈服和断裂桂林工学院材料与化学工程系高分子教研室彭锦雯 主讲内容提要内容提要v教学内容：聚合物的塑性与屈服，聚合物的应力：聚合物的塑性与屈服，聚合物的应力-应应变曲线，细颈，银纹，屈服判据；聚合物的断裂与强变曲线，细颈，银纹，屈服判据；聚合物的断裂与强度，断裂理论，影响聚合物强度的因素与增强，聚合度，断裂理论，影响聚合物强度的因素与增强，聚合物的增韧。物的增韧。v基本要求：识别非晶态聚合物、晶态聚合物和取向聚：识别非晶态聚合物、晶态聚合物和取向聚合物的应力合物的应力-应变曲线，掌握细颈和银纹的现象与理论应变曲线，掌握细颈和银纹的现象与理论解释，掌握屈服判

2、据，区分脆性断裂与韧性断裂，明解释，掌握屈服判据，区分脆性断裂与韧性断裂，明确聚合物的强度概念，了解断裂理论，掌握影响聚合确聚合物的强度概念，了解断裂理论，掌握影响聚合物强度的因素及增强的手段，认识聚合物增韧的途径物强度的因素及增强的手段，认识聚合物增韧的途径与机理及影响因素。与机理及影响因素。v重点难点：应力：应力-应变曲线，细颈和银纹现象的理解，应变曲线，细颈和银纹现象的理解，屈服判据，聚合物的增强与增韧。屈服判据，聚合物的增强与增韧。 本章内容本章内容v8.1 聚合物的塑性和屈服聚合物的塑性和屈服 8.1.1应力应变曲线应力应变曲线 8.1.2 聚合物的屈服聚合物的屈服v8.2 高聚物的

3、断裂和强度高聚物的断裂和强度 8.2.1 脆性断裂与韧性断裂脆性断裂与韧性断裂 8.2.2 聚合物的强度聚合物的强度 8.2.3 断裂理论断裂理论 8.2.4 影响聚合物强度和韧性的因素影响聚合物强度和韧性的因素-增强与增韧增强与增韧 8.2.5 疲劳疲劳表征材料力学性能的基本物理量 简单拉伸 简单剪切 均匀压缩 参数外力F是与截面垂直，大小相等，方向相反，作用在同一直线上的两个力。外力F是与界面平行，大小相等，方向相反的两个力。材料受到的是围压力。,FF0lFF张应变： 真应变： 切应变： 是偏斜角压缩应变： 张应力：真应力： 切应力： 压力P00lll lliildl0tgr 0VV0AF

4、AF0AFs杨氏模量： 泊淞比： 切变模量：体积模量：拉伸柔量： 切变柔量： 可压缩度： 00llAFE纵向单位宽度的增加横向单向单位宽度的llmmtgAFrGs0VPVPB0ED1GJ1B1不同材料的泊松比材料名称泊松比材料名称泊松比锌0.210.21玻璃0.250.25钢0.250.30.250.35 5石料0.160.30.160.34 4铜0.310.30.310.34 4聚苯乙系0.330.33铝0.320.30.320.36 6聚乙烯0.380.38铅0.450.45有机玻璃0.330.33汞0.500.50橡胶类0.490.50.490.50 0几种常用的力学强度v拉伸强度 t=

5、 P/bd （最大负荷/截面积)MPa 1 MPa = 9.8 kg/cm2 10 kg/cm2 v弯曲强度 f = 1.5(Pl/bd) MPav冲击强度 i = W/bd Kgcm/cm2 注意!不同方法测量结果会有不同不同方法测量结果会有不同常见塑料的拉伸和弯曲强度聚乙烯2239601500.840.9525401.11.4聚苯乙烯35.263.312252.83.561.298.4ABS塑料16.963.3101400.72.925.394.93.0有机玻璃49.277.32103.291.4119聚丙烯33.742.22007001.21.442.256.21.21.6聚氯乙烯35.

6、263.320402.54.270.3112尼龙6683603.23.31001102.93.0尼龙674781502.61002.42.6尼龙101052551002501.6891.3聚甲醛626860752.891922.6聚碳酸酯67601002.22.4981062.03.0聚砜7285201002.52.91081272.8聚酰亚胺94.5681003.2聚苯醚86.589.530802.62.8981372.02.1氯化聚醚42.3601601.170770.9线性聚酯802002.9117聚四氟乙41114聚合物力学性质的特点聚合物力学性质的特点。即力

7、学性质。即力学性质的多样性。例如液体有软弹性、硬弹性、刚性、脆性、的多样性。例如液体有软弹性、硬弹性、刚性、脆性、韧性等。可以从纯粘性经粘弹性到纯弹性，为应用提韧性等。可以从纯粘性经粘弹性到纯弹性，为应用提供了广阔的选择余地。供了广阔的选择余地。v例子：例子：1. PS制品很脆，一敲就碎（脆性）2. 尼龙制品很坚韧，不易变形，也不易破碎（韧性）3. 轻度交联的橡胶拉伸时，可伸长好几倍，力解除后基本恢复原状（弹性）4. 胶泥变形后，却完全保持新的形状（粘性）。造成以上特点。造成以上特点的原因：归结为聚合物的长链分子结构。的原因：归结为聚合物的长链分子结构。v高弹性高聚物特有高聚物特有 显示高弹性

8、的温度范围(TgTf) 分子量 温度范围(TgTf)增宽 (TgTf)的范围决定了橡胶的使用温度范围v粘弹性力学行为对温度和时间 有强烈的依赖关系 为高聚物独特的力学行为 （应力） （应变） 在研究高聚物力学行为 T（温度） 时必须同时考虑 t（时间）v比强度特高 比强度单位重量材料能承受的最大负荷几种金属材料和塑料(增强)的比强度材 料 名 称比 重拉伸强度（MPa）比 强 度高级合金钢8.01280160A3钢7.8540050铝合金2.8420160铸铁7.424032聚乙烯0.953031.6尼龙661.128374.1玻璃增强尼龙661.31.598218143聚酯玻璃钢1.8290

9、160环氧玻璃钢1.73500280玻璃增强聚碳酸酯1.412013092.9芳香聚酰胺纤维1.4528001900聚酯纤维1.381100800超高分子量聚乙烯纤维0.9735003400聚苯并噁唑(纤维)1.56580037008.1 聚合物的塑性和屈服聚合物的塑性和屈服1. 1. 典型的应力典型的应力- -应变曲线应变曲线 -以屈服点以屈服点A A为界分成为界分成两部分两部分：yyB应力应变曲线应力应变曲线AAE断裂点断裂点B point: Breaking point A 弹性极限应变弹性极限应变 A弹性极限应力弹性极限应力 B 断裂伸长率断裂伸长率 B断裂强度断裂强度 Y 屈服应力屈

10、服应力屈服点屈服点Y point: Yielding point弹性极限点弹性极限点A point: Point of elastic limitv 应力：应力： = F/A0v 应变：应变： = = l / l0v 材料的杨氏模量材料的杨氏模量E为应力为应力-应变曲线起始部分应变曲线起始部分的斜率的斜率 E = tg = = / / 应力应变曲线形变过程分析应力应变曲线形变过程分析2、外界条件对应力、外界条件对应力-应变曲线的影响应变曲线的影响TTa: TTg 脆断b: TTg 屈服后断c: TTg 几十度 韧断d: Tg以上 无屈服 速度速度.4.3.2.1拉伸速率拉伸速率v（3）物质结构

11、组成）物质结构组成a: 脆性材料 c: 韧性材料d: 橡胶b: 半脆性材料酚醛或环氧树脂PP, PE, PCPS, PMMANature rubber, PIv(4) 结晶结晶v应变软化更明显应变软化更明显v冷拉时晶片的倾斜、冷拉时晶片的倾斜、滑移、转动，形成滑移、转动，形成微晶或微纤束微晶或微纤束v(5) 球晶大小球晶大小v(6) 结晶度结晶度3.3.晶态聚合物的应力一应变曲线晶态聚合物的应力一应变曲线整个曲线可分为三个阶段：整个曲线可分为三个阶段： 到到y点后，试样截面开始变得不点后，试样截面开始变得不均匀，出现均匀，出现 “细颈细颈”。晶态聚合物“冷拉”的原因：Tm以下，冷拉：拉伸成颈（

12、球晶中片晶的变形）非晶态：Tg以下冷拉，只发生分子链的取向晶态：Tm以下，发生结晶的破坏，取向，再结晶过程，与温度、应变速率、结晶度、结晶形态有关。v玻璃态聚合物的拉伸与结晶聚合物的拉伸相似之处： 即两种拉伸过程均经历弹性变形、屈服、发展大形变以及应即两种拉伸过程均经历弹性变形、屈服、发展大形变以及应变硬化等阶段，其中大形变在室温时都不能自发回复，而加变硬化等阶段，其中大形变在室温时都不能自发回复，而加热后则产生回复，故本质上两种拉伸过程造成的大形变都是热后则产生回复，故本质上两种拉伸过程造成的大形变都是高弹形变。该现象通常称为高弹形变。该现象通常称为“冷拉”。v两种拉伸过程又有区别： 即产生

13、冷拉的温度范围不同，玻璃态聚合物的冷拉温度区间即产生冷拉的温度范围不同，玻璃态聚合物的冷拉温度区间是是Tb到到Tg，而结晶聚合物则为，而结晶聚合物则为Tg至至Tm；另一差别在于玻璃；另一差别在于玻璃态聚合物在冷拉过程中聚集态结构的变化比晶态聚合物简单态聚合物在冷拉过程中聚集态结构的变化比晶态聚合物简单得多，它只发生分子链的取向，并不发生相变，而后者尚包得多，它只发生分子链的取向，并不发生相变，而后者尚包含有结晶的破坏，取向和再结晶等过程。含有结晶的破坏，取向和再结晶等过程。4、聚合物具有的应力、聚合物具有的应力-应变曲线类型：应变曲线类型：聚合物力学类型聚合物力学类型软而弱软而弱软而韧软而韧硬

14、而脆硬而脆硬而强硬而强硬而韧硬而韧聚合物应力聚合物应力应变曲线应变曲线 应应力力应应变变曲曲线线特特点点模模 量量（刚性）（刚性）低低低低高高高高高高屈服应力屈服应力（强度）（强度）低低低低高高高高高高极限强度极限强度（强度）（强度）低低 中中高高高高断裂伸长断裂伸长（延性）（延性）中等中等按屈服应力按屈服应力低低中中高高应力应变曲应力应变曲线下面积线下面积（韧性）（韧性）小小中中小小中中大大v五种不同类型材料的比较五种不同类型材料的比较v例子例子聚合物聚合物力学类力学类型型软而弱软而弱软而韧软而韧硬而脆硬而脆硬而强硬而强硬而韧硬而韧聚合物聚合物应力应力应变应变曲线曲线 实实例例聚合物凝胶聚合

15、物凝胶橡胶橡胶.增塑增塑.PVC.PE.PTFEPS.PMMA.固化酚醛树固化酚醛树脂断裂前无脂断裂前无塑性形变断塑性形变断裂前有银纹裂前有银纹硬硬PVCABS.PC.PE.PA有明显有明显的屈服和塑的屈服和塑性形变性形变.韧韧性好性好8.1.2 聚合物的屈服1.高聚物屈服点的特征大多数高聚物有屈服现象，最明显的屈服现象是拉伸中出现的细颈现象。它是独特的力学行为。并不是所有的高聚物材料都表现出屈服过程，这是由于温度和时间对高聚物的性能的影响往往掩盖了屈服行为的普遍性，有的高聚物出现细颈和冷拉，而有的高聚物脆性易断。关于关于细颈现象细颈现象样条尺寸：横截面小的地方样条尺寸：横截面小的地方应变软化

16、：应力集中的地方应变软化：应力集中的地方 出现出现“细细颈颈”的位的位置置自由体积增加自由体积增加松弛时间变短松弛时间变短出现出现“细颈细颈”的原因的原因无外力无外力有外力有外力 OrientationRTEe0RTaEe0细颈稳定细颈稳定取向硬化取向硬化 Considre作图法作图法唯象角度唯象角度 判据判据细颈细颈:屈服时，试样出现的局部变细的现象。屈服时，试样出现的局部变细的现象。(1)：高聚物的屈服应变比：高聚物的屈服应变比金属大得多，金属金属大得多，金属0.01左右，高聚物左右，高聚物0.2左右（例如左右（例如PMMA的切变屈服为的切变屈服为0.25，压缩屈服为，压缩屈服为0.13）

17、(2)：许多高：许多高聚物在过屈服点后均有一个应力不太聚物在过屈服点后均有一个应力不太大的下降，叫应变软化，这时应变增大的下降，叫应变软化，这时应变增大，应力反而下降。大，应力反而下降。(3)：应变速率增大，屈：应变速率增大，屈服应力增大。服应力增大。应变速率对应变速率对PMMA真应力应变曲线的影响真应力应变曲线的影响应应变变速速率率增增大大123410.2吋分吋分真应变真应变 41.28吋吋/分分31.13吋吋/分分20.8吋吋/分分真应力真应力(4)：温度升高，屈服应力：温度升高，屈服应力下降。在温度达到下降。在温度达到 时，屈服应力等于时，屈服应力等于0 0gT温度对醋酸纤维素应力应变曲

18、线的影响温度对醋酸纤维素应力应变曲线的影响应力应力应变应变80655025025(5)：压力增大，：压力增大，屈服应力增大。屈服应力增大。1.7千巴千巴1巴巴0.69千巴千巴3.2千巴千巴切应力切应力切应变切应变(6)，一般后者大一些。所以高聚物取，一般后者大一些。所以高聚物取向薄膜不同方向上的屈服应力差别很向薄膜不同方向上的屈服应力差别很大。大。(7)关于关于工程应力和真应力v应力应力: = F/A0v真应力：真应力： 真真= F/A A = A0l0 / l = A0 / (1+ ) 因为：因为： A Considere作图法（真应力作图法（真应力-应变曲线）应变曲线） (P180)v在横

19、坐标在横坐标 = -1处向真应力处向真应力-应变曲线作切线就是表观屈服点，应变曲线作切线就是表观屈服点，有：有： d 真真/ d = = 真真/ / (1+ ) = 真真/ 这种以真应力作图求表观屈服点的方法就是这种以真应力作图求表观屈服点的方法就是Considere作图法作图法。Y点1truetruedd0dde在真应力在真应力-应变曲线上确定与应变曲线上确定与工程应力工程应力-应变屈服点应变屈服点Y所对应所对应的的B点点。 2. 2.真应力-应变曲线及屈服判据三种类型DE0 1 2 30 1 2 30 1 2 3由由 无法作无法作切线，不能成切线，不能成颈颈由由 可作两可作两条切线，有两条

20、切线，有两个点满足屈服个点满足屈服条件，条件，D点时点时屈服点，屈服点，E点点开始冷拉开始冷拉由由 可作一可作一条切线，曲线条切线，曲线上有一个点满上有一个点满足足 ，此点，此点为屈服点，在为屈服点，在此点高聚物成此点高聚物成颈颈0000dd 最大变形能理论（最大变形能理论（Von MisesVon Mises） 双参数屈服判据理论（双参数屈服判据理论（Coulomb, MohrCoulomb, Mohr）FF产生银纹的原因：a.是高聚物受到张应力作用时，在材料某些薄弱环节上应力是高聚物受到张应力作用时，在材料某些薄弱环节上应力集中，而产生局部塑性形变，而在材料表面或内部出现集中，而产生局部塑

21、性形变，而在材料表面或内部出现垂直于应力方向的微细凹槽或垂直于应力方向的微细凹槽或“裂纹裂纹”的现象的现象b. 环境因素也会促进银纹产生，化学物质扩散到高聚物中，环境因素也会促进银纹产生，化学物质扩散到高聚物中，使微观表面溶胀或增塑，增加分子链段的活动性，玻璃使微观表面溶胀或增塑，增加分子链段的活动性，玻璃化温度下降促进银纹产生，另外，试样表面的缺陷和擦化温度下降促进银纹产生，另外，试样表面的缺陷和擦伤处也易产生银纹，或起始于试样内部空穴或夹杂物的伤处也易产生银纹，或起始于试样内部空穴或夹杂物的边界处，这些缺陷造成应力集中，有利于银纹产生边界处，这些缺陷造成应力集中，有利于银纹产生：银纹现象为

22、聚合物所特有，是聚合物在张应力作：银纹现象为聚合物所特有，是聚合物在张应力作用下，于材料的某些薄弱部分出现应力集中而产生局部的塑性用下，于材料的某些薄弱部分出现应力集中而产生局部的塑性形变的取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长形变的取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为度为100m，宽度为，宽度为10m左右，厚度为左右，厚度为1m的微细凹槽。的微细凹槽。v银纹特征：应力发白现象，密度为本体的银纹特征：应力发白现象，密度为本体的50，高度取向的高，高度取向的高分子微纤。分子微纤。 银纹进一步发展银纹进一步发展裂缝裂缝脆性断裂。脆性断裂。剪切带的结构形态剪切带的结构形态定

23、义定义：韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时，可看到与拉伸方：韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时，可看到与拉伸方向成向成45的剪切滑移变形带，有明显的双折射现象，分子的剪切滑移变形带，有明显的双折射现象，分子链高度取向，剪切带厚度约链高度取向，剪切带厚度约1m左右，每个剪切带又由若左右，每个剪切带又由若干个细小的不规则微纤构成。干个细小的不规则微纤构成。电镜（电镜（SEM）下的剪切带图片）下的剪切带图片岩石山体的剪切带岩石山体的剪切带主要区别主要区别剪切屈服剪切屈服银纹屈服银纹屈服形变形变形变大几十形变大几十几百几百%形变小形变小 10%曲线特征曲线特征有明显的屈服点有明显的屈服点无明显的屈服点无明显的屈服

24、点体积体积体积不变体积不变体积增加体积增加力力剪切力剪切力张应力张应力结果结果冷拉冷拉裂缝裂缝细颈、剪切带和银纹比较主要区别主要区别细颈、剪切带细颈、剪切带银纹银纹形变量形变量形变量大形变量大10100%形变量小形变量小 10%曲线特征曲线特征有明显的屈服点有明显的屈服点无明显的屈服点无明显的屈服点体积体积体积几乎不变体积几乎不变体积增加体积增加主要相同点主要相同点能量能量吸收能量吸收能量吸收能量吸收能量？ -关键看屈服：关键看屈服： 屈服前断裂为脆性断裂屈服前断裂为脆性断裂 屈服后断裂为韧性断裂屈服后断裂为韧性断裂8.2 高聚物的断裂和强度高聚物的断裂和强度8.2.1 脆性断裂与韧性断裂脆性

25、断裂与韧性断裂：（1）与材料的组成有关（内因）与材料的组成有关（内因）（2）与拉伸温度与拉伸速度有关（外因）与拉伸温度与拉伸速度有关（外因）1. 1. 判断材料断裂的方式判断材料断裂的方式脆性断裂与韧性断裂表面脆性断裂与韧性断裂表面v脆性断裂脆性断裂 韧性断裂韧性断裂2.2.脆韧转变温度脆韧转变温度T Tb b ( (脆化温度、脆化点脆化温度、脆化点) )v在一定速率下在一定速率下（不同温度）测（不同温度）测定的断裂应力和定的断裂应力和屈服应力，作断屈服应力，作断裂应力和屈服应裂应力和屈服应力随温度的变化力随温度的变化曲线曲线-其交点其交点对应的温度为脆对应的温度为脆化温度化温度TbTBTy问

26、题：断裂应力和屈服应力谁对温度更敏感？问题：断裂应力和屈服应力谁对温度更敏感？v屈服应力比断裂应力对温度更敏感！屈服应力比断裂应力对温度更敏感！问题：断裂应力和屈服应力谁对应变速率更敏感？问题：断裂应力和屈服应力谁对应变速率更敏感？v屈服应力比断裂应力对应变速率更敏感！屈服应力比断裂应力对应变速率更敏感！脆性断裂与韧性断裂的判断脆性断裂与韧性断裂的判断TTb, 先达到 y，韧韧性断裂塑料一般的使用温度范围？塑料一般的使用温度范围？-Tb-TgvTb越低聚合物材料的韧性越越低聚合物材料的韧性越 ?好好差差 T Tb4. 材料的断裂方式材料的断裂方式v聚合物材料的破坏是聚合物材料的破坏是、及及。1

27、5000MPa5000MPa氢键氢键 500MPa范德华力范德华力 100MPa理论值理论值v通常高分子在断裂时三种方式兼而有之，通常聚合通常高分子在断裂时三种方式兼而有之，通常聚合物的理论断裂强度在数千物的理论断裂强度在数千MPa，而实际断裂强度只，而实际断裂强度只有数十有数十MPa.v例：例：PA，60 MPa； PPO，70 MPav理论值与实验结果相差如此之大的原因：理论值与实验结果相差如此之大的原因： theoryeriment)100011001(exp含有球形无机粒子的聚合物粘结剂的电镜图片含有球形无机粒子的聚合物粘结剂的电镜图片疲劳断裂的表面电镜图片疲劳断裂的表面电镜图片聚合物

28、木层板断裂表面的电镜图片聚合物木层板断裂表面的电镜图片例例1：PC聚碳酸酯聚碳酸酯vTg = 150vTb = -20 v室温下室温下PC是否易碎？是否易碎？例例2：PMMA聚甲基丙烯酸甲酯聚甲基丙烯酸甲酯vTg = 100vTb = 90 v室温下室温下PMMA脆性脆性的还是韧性的？的还是韧性的？8.2.2 聚合物的强度聚合物的强度拉伸强度：拉伸强度：dbftmax%100%maxlolol断loldbfEdbflof22max3dblofEf343bdWi 8.2.3 断裂理论断裂理论v自学自学8.2.4 影响聚合物强度和韧性的因素影响聚合物强度和韧性的因素 -增强与增韧增强与增韧-拉伸强

29、度和拉伸模量的增加拉伸强度和拉伸模量的增加-冲击强度的增加冲击强度的增加 -冲击强度是衡量材料韧性的指标冲击强度是衡量材料韧性的指标dbWiv从分子角度来看，聚合物之所以具有抵抗外力破坏从分子角度来看，聚合物之所以具有抵抗外力破坏的能力主要靠分子内的化学键合力和分子间范德华力的能力主要靠分子内的化学键合力和分子间范德华力和和H键力，据此可计算出聚合物的理论强度。键力，据此可计算出聚合物的理论强度。主主要要方方式式化学键断裂所需力最大分子间扯离所需力最小通过断裂形式分析：分子之间相互作用大小对强度影响最大通过断裂形式分析：分子之间相互作用大小对强度影响最大1.高分子结构的影响高分子结构的影响vA

30、、高分子的强度来源于主链的化学键力和分子之间、高分子的强度来源于主链的化学键力和分子之间的作用力，极性的作用力，极性 则强度则强度 ；H键键 则也强度则也强度 例：例： LPPE PVC PA610 PA66拉伸强度拉伸强度（kg/cm2） 150 500 600 830注解注解 无极性无极性 有极性基团有极性基团 有有H H键键 H H键密度大键密度大v说明：极性基团过密或取代基过大，阻碍链段的运动，说明：极性基团过密或取代基过大，阻碍链段的运动，Tb高，显脆性，尽管拉伸强度大了，但易发生脆性高，显脆性，尽管拉伸强度大了，但易发生脆性断裂。断裂。vB、主链含芳杂环的聚合物强度大于脂肪族主链的

31、聚合、主链含芳杂环的聚合物强度大于脂肪族主链的聚合物物v例：例： PC PPO 聚芳砜聚芳砜 PE PS拉伸强度（拉伸强度（kg/cm2） 670 850 720-850 220-390 350-633注解注解 含芳杂环含芳杂环 不含不含 侧基含芳环侧基含芳环v聚芳砜的结构：聚芳砜的结构：*OS*OOnvC、分子链支化程度、分子链支化程度 分子间距分子间距 分子间作用力分子间作用力 ，会导致抗拉伸强度会导致抗拉伸强度 抗冲击强度抗冲击强度 v例：例： HPPE（LDPE，支化），支化） LPPE（PDPE，线型），线型） 拉伸强度拉伸强度 160 220-390 （kg/cm2） 冲击强度冲击

32、强度（J/m.24,缺口）缺口） 7850 27-1080vD、程度关联可有效的增加分子链间的联系，、程度关联可有效的增加分子链间的联系，拉伸强度和冲击强度均可提高拉伸强度和冲击强度均可提高v例：例： 交联交联PE比比PE: 拉伸强度大一倍拉伸强度大一倍 冲击强度大冲击强度大34倍倍vE、分子量的影响、分子量的影响 分分 子量小时随子量小时随M 拉伸强度和冲击强度均拉伸强度和冲击强度均 ，达到一定分子量（达到一定分子量（104）以后，拉伸强度不再随）以后，拉伸强度不再随M 而而 ，但冲击强度仍能随，但冲击强度仍能随M 而而 。v例：例：超高分子量超高分子量PE（M=46106）比普通）比普通P

33、E冲击冲击强度大三倍，用于制造人造关节。强度大三倍，用于制造人造关节。2、聚集态结构的影响（结晶和取向）、聚集态结构的影响（结晶和取向）vA、结晶度、结晶度 ，拉伸强度，拉伸强度 、抗弯强度、抗弯强度 、弹性模、弹性模量量 v例例 PP结晶度结晶度 拉伸强度拉伸强度 抗弯强度抗弯强度 98% 345 565 96.5% 325 450 93.6% 290 410v结晶度结晶度 太高，冲击强度太高，冲击强度 ，材料变脆，材料变脆vB、球晶尺寸过大，会使拉伸强度、球晶尺寸过大，会使拉伸强度 ，冲击强度显，冲击强度显著著 v例：例：PP球晶尺寸球晶尺寸(m) 拉伸强度拉伸强度 断裂伸长断裂伸长(%)

34、 10 300 500 100 225 25 200 125 25 v微晶微晶PP的冲击强度的冲击强度 球晶球晶PPvC、取向可以使强度成倍提高、取向可以使强度成倍提高v原因：原因：（1）取向后高分子链顺着外力的方向平行排列，使）取向后高分子链顺着外力的方向平行排列，使断裂断裂 时，破坏主价键的比例大大提高，而共价键的时，破坏主价键的比例大大提高，而共价键的强度比范德华力的强度高。强度比范德华力的强度高。（2）取向可以阻碍裂纹向纵深发展。）取向可以阻碍裂纹向纵深发展。0.2 0 0.4 0.8 1.0强度强度取向因子取向因子f3.应力集中物的影响应力集中物的影响：材料的缺陷在受力时，使材料内部

35、：材料的缺陷在受力时，使材料内部的应力平均分布的状态发生变使缺陷附近局部范围的应力平均分布的状态发生变使缺陷附近局部范围内的应力急剧增加，远远大于平均值。内的应力急剧增加，远远大于平均值。：它包括裂缝、空隙、缺口、：它包括裂缝、空隙、缺口、银纹和杂质。银纹和杂质。v应力集中物的存在大大应力集中物的存在大大，也是，也是的原因。的原因。4、增塑剂的影响、增塑剂的影响v增塑剂的加入对聚合物起稀释作用，减小了高增塑剂的加入对聚合物起稀释作用，减小了高分子链间的作用力，因而使拉伸强度分子链间的作用力，因而使拉伸强度 ，且有，且有下降值与增塑剂加入量成正比。下降值与增塑剂加入量成正比。v增塑剂使链段运动能力增强，所以冲击强度增塑剂使链段运动能力增强，所以冲击强度 5、填料的影响、填料的影响v按作用分：按作用分：惰性填料：只起稀释作用，加入后使强度惰性填料：只起稀释作用，加入后使强度 活性填料：可使强度显著活性填料：可使强度显著 v按填料形状分：按填料形状分： 粉状填料粉状填料 纤维状填料纤维状填料 液晶填料液晶填料6、共聚与共混的影响、共聚与共混的影响，一般，一般用橡胶增韧塑料用橡胶增韧塑料：如：如ABS树脂树脂