分子量是对高分子材料力学 性能（包括强度、弹性、韧性） 起决定性作用的结构参数。 不同聚合物，要求的最小聚 合度不同。 超过最小聚合度，随分子量 增大，材料强度逐步增大。但 当分子量相当大，材料强度主 要取决于化学键能的大小，不 再依赖分子量而变化。
高分子材料的力学性能
2、应力和缺陷：
缺陷的存在将使材料受力时内部压力分布不平均， 缺陷附近范围内的应力急剧地增加，远远超过压力平均 值，这种现象称为应力集中，缺陷就是应力集中物，包 括裂缝、空隙、缺口、银纹和杂质等，缺陷成为材料的 薄弱环节，材料的破坏就从这些缺陷处开始而扩展到 整个体系，严重降低材料的强度。 缺陷形状不同，应力集中系数也不同，锐口缺陷的 应力集中系数比钝口的大，也更易开始发生破坏。 制品设计时尽量避免有尖锐的转角，将制品的转弯 处做成圆弧形，制品成型时进行退火处理，保证制品厚 度尽可能均匀等措施均能确保制品的强度。
纤维对高分子材料的增强：
纤维增强塑料与橡胶的机理是依靠其复合作用， 利用纤维强度以承受应力，利用机体树脂的塑性流 动及其与纤维的黏结性以传递应力。
用于增强的纤维一般有玻璃纤维、石棉纤维、 碳纤维、硼纤维、单晶纤维等，这些纤维可用于增 强各种塑料和橡胶，增强后的材料兼具两种材料的 性能，使力学强度、刚度等大大提高，扩大了应用 范围。
长期
t
谢谢！
制分子链间的相对滑移及分子链的活动性，有利于强度的提高；
（交联反应：2个或者更多的分子相互键合交联成网络结构的较稳定分 子的反应。）
高分子材料的力学性能
（5）结晶和取向：结晶和取向可使分子链规整排列，分子间
作用力增强，增加强度，但结晶度过高，可导致抗冲强度和断 裂伸长率降低，使材料变脆。
（6）分子量：
材料 拉伸强度
76 58
右表为一些热塑性 塑料用玻璃纤维增 强后其拉伸强度的 变化
增强 未增强 聚苯乙烯
增强
未增强 聚碳酸酯 增强 未增强
96
62 140 67 82 67 210
聚甲醛
增强 未增强 尼龙 增强
高分子材料的力学性能
二、受力环境的影响：
施力强度的大小
施力速度的快慢
高分子材料的力学性能
影响抗拉强度的因素：
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， 都使材料的强度提高；
凡是使材料应力分布的不均匀性增加的因素， 都使材料的强度下降。 总的来说可以分为两类：一类是与材料本 身结构有关的内因，一类是与材料受力环境有 关的外因。
施力时的温度高低
高分子材料的力学性能
长期强度：
在工程地质学上是指使蠕变类型由趋稳蠕变类型转变 为典型蠕变类型的临界应力。（趋稳蠕变又称稳定型蠕变。 岩体在恒定荷载作用下，岩土的变形随时间而增长，但增 长的速率随时间而递减，最后使变形趋于某一稳定值的蠕 变类型。） 在高分子材料中长期强度指一定时间后，高分子材料 不发生断裂时的强度值。
高分子材料的力学性能
一、内因的影响
1、分子结构
（1）主链结构：在高分子主链引入芳杂环或脂肪环，将使分子
链刚性增强，导致分子运动阻力增大、模量升高，因此这类材料 通常有较高的抗拉强度；
（2）链支化：分子链支化程度增加，使分子之间距离增大，分
子间作用力减小，因而高聚物的抗拉强度会降低；
（3）极性：极性高聚物具有比非极性高聚物更强的分子间作用 力，增加高分子的极性或产生氢键可以提高材料的强度； （4）交联：适度的交联可以有效地增加分子链之间的联系，限
高分子材料的力学性能
玻璃纤维是将玻璃材料通过拉丝形成的纤维状的玻璃， 没有固定的熔点。是一种综合性能优异的无机非金属材料， 通常作为复合材料增强基材、电绝缘材料、耐热绝热材料、 光导材料、耐蚀材料和过滤材料等，广泛应用于国民经济各 个领域。
玻璃纤维
高分子材料的力学性能
玻璃纤维对高聚物的增强：
短玻璃纤维可以提高热塑性塑料的强度，还可以用玻璃纤维与其 他织物复合而制成玻璃钢。 玻璃钢的性能优越，其强度高于钢，是以玻璃纤维制成玻璃布， 以不同的角度排列，以环氧树脂、酚醛树脂、呋喃树脂的顺序形成涂 层，经加热、层压、固化而成。
高分子材料的力学性能
3、增塑剂：
凡是添加到高聚物中能使高聚物塑性增加的物质 都称为增塑剂，一般为与高聚物相容性较好且不易 挥发的小分子物质。增塑剂的加入对高聚物起屏蔽 和隔离作用，减小高分子之间的相互作用力，使材 料拉伸强度降低。
4、共聚和共混：
通过共聚将两种性质不同的单体经化学键结合， 形成综合两种以上均聚物性能的新材料，提高材料 的抗拉强度。 共混是通过物理方法使两种及以上材料均匀混合 的改性手段，从而提升高聚物的强度。
高分子材料的力学性能
目录
01
高聚物的抗拉强度
02
长期强度
高分子材料的力学性能
抗拉强度：
在规定的温度、湿度和加载速度下，在试样上沿轴 向施加拉力直到试样被拉断为止，断裂前试样所承受的 最大载荷与试样截面之比称为抗拉强度。 宽度b P 厚度d
p p t bd A0
抗拉强度越大，说明材料越不易断裂、越结实
高分子材料的力学性能
5、填料：
在高聚物中加入固体填料可得到多相复合材料
根据其在复合材料中的使用目的分类： 惰性填料：起填充稀释以降低制品的成本的作用， 材料的强度随之降低 固体填料 活性填料：有效提高材料的强度
按填料形状分类：
粉状填料：炭黑对橡胶的补强 固体填料 纤维填料：玻璃纤维、石棉纤维等
高分子材料的力学性能