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1、聚合物的力学性能1本讲稿第一页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能（2 2）外力）外力 指牛顿力指牛顿力 即对材料所施加的使材料发生形变的力。通常称为负荷。即对材料所施加的使材料发生形变的力。通常称为负荷。外力包括以下两类：外力包括以下两类：a a、按按施施力力方方向向分分：拉拉伸伸力力、压压缩缩力力、剪剪切切力力、弯弯曲曲力力、摩摩擦擦力、扭转力等。力、扭转力等。b b、按按施施力力方方式式分分：以以恒恒定定外外力力长长期期持持续续的的作作用用，以以一一定定速速度度缓缓慢慢短短期期作用的，突然的力冲击作用的，继续反复作用的。作用的，突然的力冲击作用的，继续反复作用的。2本

2、讲稿第二页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能（3 3）内力、应力）内力、应力 材料在外力作用下发生形变的同时，在其内部还会产生对抗外力的附加材料在外力作用下发生形变的同时，在其内部还会产生对抗外力的附加内力，以使材料保持原状，当外力消除后，内力就会使材料回复原状并内力，以使材料保持原状，当外力消除后，内力就会使材料回复原状并自行逐步消除。当外力与内力达到平衡时，内力与外力大小相等，方向自行逐步消除。当外力与内力达到平衡时，内力与外力大小相等，方向相反。单位面积上的内力定义为应力。相反。单位面积上的内力定义为应力。3本讲稿第三页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物

3、的力学性能（4 4）形变）形变 材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变化。材料在外力作用下，其几何形状和尺寸所发生的变化。（5 5）应应变变 在在应应力力作作用用下下，单单位位长长度度（面面积积、体体积积）所所发发生生的的形形变来表征。变来表征。(6)(6)弹弹性性模模量量 是是引引起起单单位位应应变变所所需需要要的的应应力力。是是材材料料刚刚硬硬度度的的一一种种表表征征。模量的倒数称为柔量，是材料容易形变程度的一种表征，以模量的倒数称为柔量，是材料容易形变程度的一种表征，以J J表示。表示。（7 7）强强度度 在在一一定定条条件件下下，材材料料断断裂裂前前所所能能忍忍受受的的最最大大应

4、应力力，称称为为强强度，常用单位度，常用单位PaPa。4本讲稿第四页，共四十页材料的大形变材料的大形变破坏过程破坏过程厚度厚度d d宽宽度度b bP P图图1Instron5569电子万能材料试验机（电子万能材料试验机（electronicmaterialtestingsystem）实验条件：一定拉伸速率和温度实验条件：一定拉伸速率和温度在实验和应用中：在实验和应用中：必须标明温度和施力速率必须标明温度和施力速率（或形变速率），切勿将正（或形变速率），切勿将正常形变速率下测得数据用于常形变速率下测得数据用于持久力作用或冲击力作用下持久力作用或冲击力作用下的场合下；切勿将正常温度的场合下；切勿将

5、正常温度下得到的数据用于低温或高下得到的数据用于低温或高温下。温下。8.2 8.2 聚合物的应力应变特性聚合物的应力应变特性聚合物的力学性能聚合物的力学性能5本讲稿第五页，共四十页AYBYieldingpoint屈服点屈服点Pointofelasticlimit弹性极限点弹性极限点Breakingpoint断断裂点裂点Strain softening 应变软化应变软化plasticdeformation塑塑性形变性形变Strainhardening 应变硬化应变硬化图图2 2 非晶态聚合物在非晶态聚合物在玻璃态玻璃态的应力的应力-应变曲线应变曲线 y yOND聚合物的力学性能聚合物的力学性能非

6、晶态聚合物非晶态聚合物6本讲稿第六页，共四十页聚合物的力学性能聚合物的力学性能7本讲稿第七页，共四十页（Molecularmotionduringtensiletest拉伸过程中高分子链的运动）拉伸过程中高分子链的运动）从分子运动解释非结晶聚合物应力应变曲线从分子运动解释非结晶聚合物应力应变曲线图图3 3 非晶态聚合物的应力非晶态聚合物的应力-应变曲线（玻应变曲线（玻璃态）璃态）IElastic deformation 普弹形变普弹形变小尺寸运动单元小尺寸运动单元的运动引起键长键的运动引起键长键角变化。形变小可回复角变化。形变小可回复IIForced rubber-like deformati

7、on强迫高弹形变强迫高弹形变 在在大外力作用下大外力作用下冻结的链段冻结的链段沿沿外力方向外力方向取向取向IIIViscous flow粘流形变粘流形变 在在分子链分子链伸展后继续拉伸整链伸展后继续拉伸整链取取向向排列，使材料的强度进一步提排列，使材料的强度进一步提高。形变不可回复高。形变不可回复聚合物的力学性能聚合物的力学性能8本讲稿第八页，共四十页强迫高弹形变产生的原因强迫高弹形变产生的原因也就是在也就是在外力外力的作用下，非晶聚合物中本来被冻结的链段被强迫运动，使高的作用下，非晶聚合物中本来被冻结的链段被强迫运动，使高分子链发生伸展，产生大的形变。但由于聚合物仍处于玻璃态，当外力移去后，

8、分子链发生伸展，产生大的形变。但由于聚合物仍处于玻璃态，当外力移去后，链段不能再运动，形变也就得不到回复，只有当温度升至链段不能再运动，形变也就得不到回复，只有当温度升至Tg附近，使链段运动解附近，使链段运动解冻，形变才能复原。冻，形变才能复原。松弛时间与应力的关系：松弛时间与应力的关系：由上式可见，由上式可见，越大，越大，越小，即外力降低了链段在外力作用方向上的运动越小，即外力降低了链段在外力作用方向上的运动活化能，活化能，因而缩短了沿力场方向的松弛时间，当应力增加致使链段运动松弛时间因而缩短了沿力场方向的松弛时间，当应力增加致使链段运动松弛时间减小到与外力作用时间同一数量级时，链段开始由蜷

9、曲变为伸展，产生强迫高弹变减小到与外力作用时间同一数量级时，链段开始由蜷曲变为伸展，产生强迫高弹变形。形。聚合物的力学性能聚合物的力学性能9本讲稿第九页，共四十页 处于玻璃态的非晶聚合物在拉伸过程中处于玻璃态的非晶聚合物在拉伸过程中屈服点后屈服点后产生的较产生的较大应变，移去外力后形变不能回复。若将试样温度升到其大应变，移去外力后形变不能回复。若将试样温度升到其T Tg g附近，附近，该形变则可完全回复，因此它在该形变则可完全回复，因此它在本质上仍属高弹形变本质上仍属高弹形变，并非粘，并非粘流形变，是由高分子的流形变，是由高分子的链段运动链段运动所引起的。所引起的。这种形变称为这种形变称为强强

10、迫高弹形变迫高弹形变强迫高弹形变的定义强迫高弹形变的定义聚合物的力学性能聚合物的力学性能10本讲稿第十页，共四十页强迫高弹形变产生的条件强迫高弹形变产生的条件:施力：施力：y b当应力增加到一定值（屈服应力）时，当应力增加到一定值（屈服应力）时，相应链段相应链段运动的松弛时间降到与外力的作用时间相当，运动的松弛时间降到与外力的作用时间相当，被冻结的高分被冻结的高分子链段即能响应产生大的形变，可见子链段即能响应产生大的形变，可见增加应力与升高温度增加应力与升高温度对松弛时间的影响是相同的。对松弛时间的影响是相同的。温度：温度：TbTg聚合物的力学性能聚合物的力学性能11本讲稿第十一页，共四十页C

11、onclusion：非结晶聚合物形变经历了普弹形变、应变软化（屈服）、塑性形变非结晶聚合物形变经历了普弹形变、应变软化（屈服）、塑性形变(plasticdeformation )（强迫高弹形变强迫高弹形变）、应变硬化四个阶段）、应变硬化四个阶段聚合物的力学性能聚合物的力学性能12本讲稿第十二页，共四十页材料在屈服点之间发生的断裂称为材料在屈服点之间发生的断裂称为脆性断裂脆性断裂；在屈服点后发生的断裂称；在屈服点后发生的断裂称为为韧性断裂韧性断裂。第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能0yBYBB13本讲稿第十三页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能脆性断裂：脆性断裂

12、：与材料的弹性响应相联系，在断裂前试样断裂均匀，断与材料的弹性响应相联系，在断裂前试样断裂均匀，断裂时，裂纹迅速垂直于应力方向，断裂面不显出明显的推迟形变，裂时，裂纹迅速垂直于应力方向，断裂面不显出明显的推迟形变，曲线是线性的，曲线是线性的，5%,5%5%，由由剪剪切切应应力力引引起起的的链链段段运运动的结果动的结果14本讲稿第十四页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能 根据材料的力学性能及其应力根据材料的力学性能及其应力-应变曲线特征，可将非晶态聚合物的应变曲线特征，可将非晶态聚合物的应力应力-应变曲线大致分为五类：应变曲线大致分为五类：附附：强与弱从断裂强度：强与弱从断

13、裂强度 b比较；硬与软从模量比较；硬与软从模量E（/）比较；脆与）比较；脆与韧则可从断裂伸长率比较。韧则可从断裂伸长率比较。15本讲稿第十五页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能（2）材料）材料硬硬而而脆脆：在较大应力作用下，材料仅发生较小的应变，：在较大应力作用下，材料仅发生较小的应变，并在屈服点之前发生断裂，具有高的模量和抗张强度，但受力呈并在屈服点之前发生断裂，具有高的模量和抗张强度，但受力呈脆性断裂，冲击强度较差。脆性断裂，冲击强度较差。（2）（1）材料）材料软而弱软而弱：模量低，屈服强度低，中等断裂伸长率。如未硫：模量低，屈服强度低，中等断裂伸长率。如未硫化的天然

14、橡胶。化的天然橡胶。（1）16本讲稿第十六页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能 （4）（4）材料）材料软而韧软而韧：模量低，屈服强度低，断裂伸长率大，断裂强度：模量低，屈服强度低，断裂伸长率大，断裂强度较高，可用于要求形变较大的材料。较高，可用于要求形变较大的材料。（3）材料）材料硬硬而而强强：在较大应力作用下，材料发生较小的应变，在：在较大应力作用下，材料发生较小的应变，在屈服点附近断裂，具高模量和抗张强度屈服点附近断裂，具高模量和抗张强度（3）17本讲稿第十七页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能（5）材料）材料强而韧强而韧：具高模量和抗张强度，断

15、裂伸长率较大，材料：具高模量和抗张强度，断裂伸长率较大，材料受力时，属韧性断裂。受力时，属韧性断裂。（5）18本讲稿第十八页，共四十页冷拉冷拉Colddrawing图图7Neckingandcolddrawing 脆性聚合物在断裂前试样并没有脆性聚合物在断裂前试样并没有明显变化，断裂面一般与拉伸方向明显变化，断裂面一般与拉伸方向垂直，而且很光洁垂直，而且很光洁韧性聚合物在屈服后产生细颈（韧性聚合物在屈服后产生细颈（neck），），之后细颈逐渐扩展，应变增加而应力不变，之后细颈逐渐扩展，应变增加而应力不变，这种现象称为冷拉（这种现象称为冷拉（colddrawing），直至细），直至细颈扩展到整个

16、试样，应力才重新增加并使试颈扩展到整个试样，应力才重新增加并使试样断裂样断裂冷拉是强迫高弹形变，对于非晶聚合物，冷拉是强迫高弹形变，对于非晶聚合物，主要是链段取向；主要是链段取向；第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能19本讲稿第十九页，共四十页8.3.38.3.3外界条件对聚合物的拉伸破坏行为的影响外界条件对聚合物的拉伸破坏行为的影响外界条件对聚合物的拉伸破坏行为的影响外界条件对聚合物的拉伸破坏行为的影响TTb，硬玻璃态，脆性断裂，硬玻璃态，脆性断裂-1TbTTg，软玻璃态，韧性断裂，软玻璃态，韧性断裂-2、3TgTTf，粘流态，粘流态-5非晶聚合物在非晶聚合物在不同温度下不同温度下

17、的的-曲线如图曲线如图8：(1)温度的影响温度的影响 12345图图8非晶聚合物不同温度下的非晶聚合物不同温度下的 曲线曲线T第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能20本讲稿第二十页，共四十页曲线曲线1：在玻璃态（：在玻璃态（TTb）：）：直线关系，形变直线关系，形变小，高模量，原因是由侧基等运动单元引起键长小，高模量，原因是由侧基等运动单元引起键长键角的变化引起。键角的变化引起。曲线曲线4：处于高弹态，：处于高弹态，无缩颈，不出现屈服点，无缩颈，不出现屈服点，形变大，原因是在不大外力作用下的高分子形变大，原因是在不大外力作用下的高分子链沿外力取向，产生高弹形变。链沿外力取向，产生高弹

18、形变。曲线曲线5：粘流态，：粘流态，熔体，模量很小。不可逆形变。熔体，模量很小。不可逆形变。分析：分析：曲线曲线2.3：TbTTg，软玻璃态：，软玻璃态：出现一个大出现一个大的形变强迫高弹形变，外力除去后，形的形变强迫高弹形变，外力除去后，形变不能回复，但是温度升高到玻璃化温度变不能回复，但是温度升高到玻璃化温度时，形变回复。时，形变回复。12345图图8非晶聚合物不同温度下的非晶聚合物不同温度下的 曲线曲线T第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能21本讲稿第二十一页，共四十页总之，总之，温度升高，材料逐步变软变韧，断裂强度下降，温度升高，材料逐步变软变韧，断裂强度下降，断裂伸长率增加

19、；断裂伸长率增加；温度下降，材料逐步变硬变脆，断裂强度增加，断温度下降，材料逐步变硬变脆，断裂强度增加，断裂伸长率减小裂伸长率减小第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能22本讲稿第二十二页，共四十页Strainrate：(2)应变速率的影响应变速率的影响Stress-straincurveofPS拉伸速率拉伸速率不同应变速率下聚合物的断裂模式不同应变速率下聚合物的断裂模式第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能23本讲稿第二十三页，共四十页 因为链段运动是松弛过程，外力的作用使松弛时间下降因为链段运动是松弛过程，外力的作用使松弛时间下降 若链段运动的松弛时间与外力作用速率相适应，

20、材料在断裂前可发生屈服，若链段运动的松弛时间与外力作用速率相适应，材料在断裂前可发生屈服，出现强迫高弹性，表现为韧性断裂出现强迫高弹性，表现为韧性断裂 若外力作用时间越短，链段的松弛跟不上外力作用速率，为使材若外力作用时间越短，链段的松弛跟不上外力作用速率，为使材料屈服需要更大的外力，材料的屈服强度提高，材料在断裂前不发料屈服需要更大的外力，材料的屈服强度提高，材料在断裂前不发生屈服，表现为脆性断裂生屈服，表现为脆性断裂解释原因解释原因所以，降低温度与提高外力作用速率有同样的效果，这是时所以，降低温度与提高外力作用速率有同样的效果，这是时-温等效原理在高分子力学行为中的体现。温等效原理在高分子

21、力学行为中的体现。第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能24本讲稿第二十四页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能8.4.2 8.4.2 断裂的裂缝理论断裂的裂缝理论实验证明目前的工艺水平不能保证材料的表面和结构中不存在裂缝和缺实验证明目前的工艺水平不能保证材料的表面和结构中不存在裂缝和缺陷基于此陷基于此断裂理论断裂理论认为：这些裂缝和缺陷会使应力集中于裂缝的尖端认为：这些裂缝和缺陷会使应力集中于裂缝的尖端处，而远远高于试样所受的平均应力，当它达到和超过它的某一个临界处，而远远高于试样所受的平均应力，当它达到和超过它的某一个临界条件时，裂缝失去稳定性而发生扩展，最终在

22、低的名义应力下引起材料条件时，裂缝失去稳定性而发生扩展，最终在低的名义应力下引起材料的断裂。的断裂。雨衣的断裂雨衣的断裂25本讲稿第二十五页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能1.1.银纹：聚合物在银纹：聚合物在张应力张应力作用下，在材料的薄弱环节，应力集中产生局作用下，在材料的薄弱环节，应力集中产生局部应力塑性形变，而在材料表面或者内部出现垂直于应力方向长度约部应力塑性形变，而在材料表面或者内部出现垂直于应力方向长度约100100 m m，宽度约为，宽度约为10 10 m m，厚度约，厚度约1 1 m m的微细的微细凹槽或裂纹凹槽或裂纹的现象。裂的现象。裂纹处的折光指数低

23、于聚合物体的折光指数，在两者的界面上发纹处的折光指数低于聚合物体的折光指数，在两者的界面上发生全反射现象，看上去呈发亮的银色条纹，因此称为银纹。生全反射现象，看上去呈发亮的银色条纹，因此称为银纹。26本讲稿第二十六页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能2.2.银纹与裂缝的区别：银纹与裂缝的区别：裂缝裂缝是空的，内部无聚合物；而裂纹内部并是空的，内部无聚合物；而裂纹内部并不是完全空的，含有不是完全空的，含有4040左右的聚合物仍然具有强度和粘弹现象左右的聚合物仍然具有强度和粘弹现象称为称为银纹质银纹质联系起两银纹面的树状或者片状高度取向聚合物。联系起两银纹面的树状或者片状高度

24、取向聚合物。银纹处的密度低，折光指数低，故在界面上出现全反射现象。银纹处的密度低，折光指数低，故在界面上出现全反射现象。27本讲稿第二十七页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能银纹具有银纹具有可逆性可逆性，在压力或者玻璃化温度以上退火时可回缩或者愈合，在压力或者玻璃化温度以上退火时可回缩或者愈合，再拉伸时，它会出现。如果再受到拉伸作用，会变成裂缝，最后整个再拉伸时，它会出现。如果再受到拉伸作用，会变成裂缝，最后整个材料断裂。材料断裂。3.3.银纹产生的机理：银纹产生的机理：张应力作用下的聚合物局部区域的塑性形变。在应力集中的区域分子链将受到张应力作用下的聚合物局部区域的塑性

25、形变。在应力集中的区域分子链将受到较大的应力，导致沿应力方向高度取向，产生局部的冷拉，由于局部的高度拉较大的应力，导致沿应力方向高度取向，产生局部的冷拉，由于局部的高度拉伸应变（伸应变（10001000），造成了很大的横向收缩，这种局部的收缩要大于材料整体），造成了很大的横向收缩，这种局部的收缩要大于材料整体的横向收缩，结果在局部性的取向链束或片层间形成一定的空的体积，并在表的横向收缩，结果在局部性的取向链束或片层间形成一定的空的体积，并在表面上出现凹槽。也可以发生在材料内部形成内银纹。面上出现凹槽。也可以发生在材料内部形成内银纹。28本讲稿第二十八页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚

26、合物的力学性能3.3.产生银纹的结果：产生银纹的结果：银纹可发展成裂缝，使材料的使用性能降低。银纹可发展成裂缝，使材料的使用性能降低。银纹的产生可以改善聚合物的力学性能，它在产生时吸收能量，提高银纹的产生可以改善聚合物的力学性能，它在产生时吸收能量，提高了冲击强度。了冲击强度。29本讲稿第二十九页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能举例：举例：抗冲击塑料抗冲击塑料：在塑料中引入橡胶分散相（：在塑料中引入橡胶分散相（TgTg低，形成两相体系且低，形成两相体系且边界黏着性好），橡胶颗粒在应力的作用下除了本身的形变外，还边界黏着性好），橡胶颗粒在应力的作用下除了本身的形变外，还可

27、以引起颗粒周围的塑料相产生很多银纹，银纹的产生和塑性形变，可以引起颗粒周围的塑料相产生很多银纹，银纹的产生和塑性形变，消耗了大量的冲击能量同时由一个微区边缘产生的银纹可为附近的消耗了大量的冲击能量同时由一个微区边缘产生的银纹可为附近的另一个微区中止，防止了银纹发展成裂缝从而抑制了材料破坏起到另一个微区中止，防止了银纹发展成裂缝从而抑制了材料破坏起到增韧的作用。增韧的作用。30本讲稿第三十页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能凡是有利于提高材料的弹性模量、有利于增加断裂过程的表面功和增加分凡是有利于提高材料的弹性模量、有利于增加断裂过程的表面功和增加分子稳定性的因素，都使材料

28、的强度提高；凡是使材料形成弱点而增加应力子稳定性的因素，都使材料的强度提高；凡是使材料形成弱点而增加应力分布的不均匀性的因素，都使材料的强度下降。分布的不均匀性的因素，都使材料的强度下降。影响聚合物材料强度因素有内因和外因两个因素。影响聚合物材料强度因素有内因和外因两个因素。8.68.6影响聚合物实际强度的因素影响聚合物实际强度的因素 31本讲稿第三十一页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能一、内因：一、内因：主链结构主链结构 链节含有强极性基团或氢键的基团使得分子间作用力增大，强度提高链节含有强极性基团或氢键的基团使得分子间作用力增大，强度提高聚合物PEPVCN-610N

29、-66强度Pa20506183 链的刚性增加，强度增加，韧性下降，象主链含有方杂环结构的链的刚性增加，强度增加，韧性下降，象主链含有方杂环结构的聚合物其强度和模量比脂肪族主链高。主链上含有大的侧基，刚性聚合物其强度和模量比脂肪族主链高。主链上含有大的侧基，刚性大。如大。如PE:24.5N/mPE:24.5N/m2 2,PS,PS：35.235.260N/m60N/m2 232本讲稿第三十二页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能 交联：适当交联，总是提高聚合物的强度，但如果交联度太交联：适当交联，总是提高聚合物的强度，但如果交联度太大，会使其脆性太大而失去应用价值。大，会使其

30、脆性太大而失去应用价值。33本讲稿第三十三页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能 分子量与分子量分布分子量与分子量分布：当分子量很小时，强度随着分子量增加：当分子量很小时，强度随着分子量增加而增加，当分子量大到一定值，强度与分子量无关。而增加，当分子量大到一定值，强度与分子量无关。强度分子量34本讲稿第三十四页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能取向与结晶的影响取向与结晶的影响结晶度增加，强度增加韧性下降以结晶度增加，强度增加韧性下降以PEPE为例。为例。聚乙烯强度与结晶度的关系结晶度结晶度657585断裂强度断裂强度14.41825断裂伸长断裂伸长50

31、0300100结晶形态：同一类聚合物，伸直链强度最大，串晶次之，球晶最小。结晶形态：同一类聚合物，伸直链强度最大，串晶次之，球晶最小。35本讲稿第三十五页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能取向：可使材料强度提高几倍几十倍，对纤维和薄膜，取向是提高取向：可使材料强度提高几倍几十倍，对纤维和薄膜，取向是提高性能必不可少的措施。性能必不可少的措施。原因：取向后分子沿外力的方向有序排列，断裂时主价键比例增大，原因：取向后分子沿外力的方向有序排列，断裂时主价键比例增大，而使聚合物强度提高。而使聚合物强度提高。注意：当外力与取向方向平行，强度高，垂直，强度低。注意：当外力与取向方向平

32、行，强度高，垂直，强度低。36本讲稿第三十六页，共四十页第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能3 3。应力集中。应力集中:高聚物由于下列原因产生应力集中，尽管试样受力高聚物由于下列原因产生应力集中，尽管试样受力没有达到破坏的程度，但是局部应力集中可以超过聚合物的强没有达到破坏的程度，但是局部应力集中可以超过聚合物的强度。使强度降低。度。使强度降低。4 4。增塑剂的影响。增塑剂的影响抗张强度降低，冲击性能提高。抗张强度降低，冲击性能提高。原因：能够同聚合物相容的小分子，是使分子链之间的相原因：能够同聚合物相容的小分子，是使分子链之间的相互作用减弱，分子链活动性增加。从而使材料的拉伸强度互

33、作用减弱，分子链活动性增加。从而使材料的拉伸强度下降，冲击强度升高。下降，冲击强度升高。37本讲稿第三十七页，共四十页外因：外力作用速度和温度的影响。外因：外力作用速度和温度的影响。高分子链运动的特点，有明显的时间、温度依赖性松弛特性，所高分子链运动的特点，有明显的时间、温度依赖性松弛特性，所以外力作用速度和温度对强度有明显的影响以外力作用速度和温度对强度有明显的影响。温度：温度：当时间一定时，升高温度，链段活动容易，屈服应力当时间一定时，升高温度，链段活动容易，屈服应力降低，屈服强度低。相反降低温度会使材料的链段运动能降低，屈服强度低。相反降低温度会使材料的链段运动能力降低，材料在更高的外力

34、下发生脆性断裂力降低，材料在更高的外力下发生脆性断裂应力应变曲线的变化应力应变曲线的变化第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能38本讲稿第三十八页，共四十页外力作用速率外力作用速率温度一定，外力作用时间越短，链段跟不上外力的变化，为使材料温度一定，外力作用时间越短，链段跟不上外力的变化，为使材料屈服需要更大的外力，材料的屈服强度提高屈服需要更大的外力，材料的屈服强度提高第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能39本讲稿第三十九页，共四十页考虑分子结构因素考虑分子结构因素考虑分子结构因素考虑分子结构因素极性基团或氢键极性基团或氢键主链上含芳杂环结构主链上含芳杂环结构适度的交联适度的交联结晶度大结晶度大取向好取向好高高低低拉伸强度拉伸强度 t加入增塑剂加入增塑剂缺陷存在缺陷存在第八章第八章 聚合物的力学性能聚合物的力学性能40本讲稿第四十页，共四十页