关于高聚物力学性能介绍

[拼音]：gaojuwu lixue xingneng

[外文]：mechanical properties of polymers

表示在外力作用下高聚物应力与应变之间所呈现的关系，它包括d性、塑性、强度、蠕变、松弛和硬度等。当高聚物用作结构材料时，这些性能都显得十分重要。高聚物力学性能的两大特点是具有高d性和粘d性。所谓高d性是区别于普d性而言的，一般金属的普d形变只有千分之几，但高聚物的高d形变可达30％～1000％。由于高聚物同时具有粘性液体和d性固体的特征，研究高聚物的力学性能时必须考虑应力、应变、作用时间（或频率）和温度四个参数，而时－温是等效的，温度越高表示力的作用时间越长，反之亦然（见高聚物粘d性）。

对于同一种高聚物，如果拉伸时的温度远低于玻璃化温度，就会出现脆性破坏(形变量约10％)；如果略低于玻璃化温度，能出现韧性形变，有细颈和强迫高d性发生；如果高于玻璃化温度，则出现橡胶状高d形变；如果远高于玻璃化温度，就会出现流动。

最常用的研究高聚物力学性能的方法有应力松弛、蠕变、动态力学性能和应力－应变试验等。

（1）应力松弛试验是在恒温条件下将样品很快地拉伸至某一给定值，然后观测应力随时间的变化。

（2）蠕变试验是在恒温恒负荷下，观测样品长度随时间的变化。

（3）动态力学试验是在正弦式交变应力作用下，观测应力与应变间的关系，从而计算储能模量、损耗模量与温度或频率之间的关系。目前通过粘d性理论的计算可从动态力学的数据来估算蠕变或应力松弛行为，反之亦然。

（4）应力-应变试验为在给定拉伸（或压缩、剪切）速率下使样品产生形变，并从应力－应变曲线计算材料的模量、屈服强度、极限伸长和抗拉强度。

根据在拉伸过程中屈服点的是否出现、伸长率的大小以及断裂情况，高聚物的应力－应变曲线大致可分为五种类型：

（1）软而弱(图a);

（2）硬而脆（图b）；

（3）硬而强（图c）；

（4）软而韧（图d）；

（5）硬而韧（图e）。应力－应变试验是最常用的力学方法。