高分子材料的力学性能
主讲人：胡友东
所讲的内容
高聚物的应力 与应变曲线 强度理论
曲线的类型
由于高分子材料种类繁多，实际得到的材料应力－ 由于高分子材料种类繁多，实际得到的材料应力－应变曲线 具有多种形状。归纳起来， 具有多种形状。归纳起来，可分为五类 。 （a）硬而脆型 ） （b）硬而强型 ） （c）硬而韧型 ） （d）软而韧型 ） （e）软而弱型 ）
范德华力或 氢键破坏
在理想的条件下，对理论强度估计，并将 其与实际强度比较得到：
原因： 原因：
研究表明， 研究表明，材料内部微观结构的不均匀和 缺陷是导致强度下降的主要原因。 缺陷是导致强度下降的主要原因。实际高 分子材料中总是存在这样那样的缺陷， 分子材料中总是存在这样那样的缺陷，如 表面划痕、杂质、微孔、晶界及微裂缝等， 表面划痕、杂质、微孔、晶界及微裂缝等， 这些缺陷尺寸很小但危害很大。 这些缺陷尺寸很小但危害很大。
聚合物的理论强度
从分子水平来看，聚合物之所以具有强度， 从分子水平来看，聚合物之所以具有强度，主 要靠分子内的化学键合力 分子内的化学键合力， 要靠分子内的化学键合力，分子间的范德华力 和氢键。 和氢键。
内部结构的破坏可归结为以下三种情况： 内部结构的破坏可归结为以下
银纹如何影响强度？
中间分子 链断裂 银 纹 的 扩 展
扩展
形成裂缝
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硬而脆的材料主要有：低分子量的 、 硬而脆的材料主要有：低分子量的PS、酚 醛树脂、 醛树脂、环氧树脂
硬而强的材料主要有： 硬而强的材料主要有：硬PVC、PS、 的材料主要有 、 、 PMMA
高分子材料应力-应变曲线的类型 高分子材料应力 应变曲线的类型
高聚物的应力-应变曲线
B
Y A C D
O
非晶态高聚物的拉伸破坏
结晶高聚物的拉伸破坏
非晶态高聚物与结晶态高聚物拉伸的不同点
非晶态高聚物只发生分子链的取向， 非晶态高聚物只发生分子链的取向，不发 生相变； 生相变；而晶态高聚物还包含有结晶的破 取向和再结晶过程。 坏、取向和再结晶过程。
硬而韧的材料主要有：聚酰胺、 硬而韧的材料主要有：聚酰胺、聚碳酸酯 的材料主要有 (PC)及醋酸纤维素、硝酸纤维素 及醋酸纤维素、 及醋酸纤维素
软而韧的材料主要有： 软而韧的材料主要有：橡胶制品和增塑聚 的材料主要有 氯乙烯
软而弱的材料主要有： 软而弱的材料主要有：未硫化的天然橡胶 的材料主要有
这里将着重介绍银纹缺陷对断裂强度 的影响
银纹的产生
高分子材料在使用与储存过程中或在拉伸作用 由于应力及环境的影响， 下，由于应力及环境的影响，在材料某些薄弱 地方出现应力集中而产生局部的塑性形变与取 地方出现应力集中而产生局部的塑性形变与取 在其表面或内部出现闪亮的， 向，在其表面或内部出现闪亮的，细长形的 类裂纹” “类裂纹”。