高分子材料塑料力学性能强度影响因素总结

1、材料的化学结构，分子链结构，分子链支化，主要因素和根本因素。

凡是能够化学键和分子间作用力的因素都会影响材料强度，比如氢键和分子极性，芳杂环极性高于脂肪链。分子间作用力越大材料强度和模量一般是越高。比如:PA6强于硬质PVC，硬质PVC强于LDPE，因为PA6是极性聚合物而且存在氢键，PVC为极性聚合物，而LDPE极性很小。南京塑泰马来酸酐接枝材料增加了材料的极性，提高了强度。芳香族尼龙强度大于脂肪族尼龙的强度，聚苯醚强度大于脂肪族聚醚强度，因为苯环的引入增大了分子间的作用力，苯环的极性大于脂肪链，苯环直接存在共轭电子效应等。

分子链的支化显著影响材料的力学性能。直链高分子材料力学一般优于侧链高分子的力学性能，比如主链型的液晶高分子材料，力学性能远远高于侧链型的液晶高分子。原因在于侧链高分子分子间距离增大，分子间作用力减小。由上，可以推断出材料支化后分子间距离增大，相互作用力减小，拉伸强度减小。

交联又是一个可以显著影响材料强度的因素。一般交联程度增加，拉伸强度材料模量增大。但是实际情况比较复杂，有的材料交联增加强度降低(特别是对于结晶聚合物)，有时增加适当增加交联度可以提高材料的断裂伸长率，有时又会降低材料的断裂伸长率。鉴于交联剂含量对材料力学影响结果多样，所以工程师在研究材料交联时需要仔细研究其影响。

2、材料的分子量

根据经验，分子量增大，材料的拉伸强度冲击强度增大，著名的超高分子量聚乙烯UHWPE纤维强度超高(有多高?百度一下吧，反正高于碳纤维)。但是并不是所有材料强度随分子量增加而增加，而且分子量增长到一定数值时，分子量对强度的影响不明显。分子量影响材料加工流动性明显。

3、结晶和取向对材料的影响

一般，结晶度提高可以提高材料的拉伸强度和模量，包括弯曲强度，但是降低材料的韧性、冲击强度和断裂伸长率。取向对材料的影响同样重要，主链型液晶高分子取向和侧链型高分子取向情况不一致，使力学性能差异较大。经过取向处理的材料与未处理时力学性能不一致。

4、材料缺陷和应力集中的影响

材料内部的气泡、银纹、裂纹和空隙等因素往往降低材料的强度，因为这些缺陷往往造成材料在缺陷上产生应力集中，破坏材料的强度。。。

总结影响高分子材料强度的因素，根据以下因素可以帮助工程师分析材料配方，

可以提高强度的因素或方法:

1、化学结构:可能提高分子的极性，如加南京塑泰的马来酸酐接枝的材料。可以增加链刚性的因素一般可以提高聚合物的强度，比如引入芳杂环。适当的交联也可以提高材料硬度，交联剂链长度同样影响材料硬度。

2、聚合物形态:提高结晶度和取向度可以提高材料强度，但是结晶度过高，抗冲强度和断裂伸长率降低，即材料变脆。

3、共聚增强:与“硬”单体共聚可提高材料硬度。

3、共混增强:与增强材料共混或复合，可提高材料强度。

不利于提高材料强度的因素:

1、材料应力集中:这是材料制备过程中常常遇到的问题。

2、材料出现银纹:也是常见现象。

3、材料増塑:与共混增强相反，材料与增塑剂共混时材料强度降低。

4、填料降低强度:比如一些惰性填料与材料共混后，“稀释”了基体材料，使材料的强度降低。比如碳酸钙粉末填充一些材料会导致材料强度降低。

文章来源：《工程力学》 网址: http://www.gclxzz.cn/zonghexinwen/2020/1008/340.html