取向对高聚物材料的力学性能有什么影响
影响聚合物实际强度素
结构角度看聚合物所具抵抗外力破坏能力主要靠内化键合力间范德华力氢键考虑其各种复杂影响素我由微观角度计算聚合物理论强度种考虑意义理论计算结与实际聚合物强度相比较我解间差距差距指引推进行提高聚合物实际强度研究探索
高链排列向平行于受力向则断裂能化键断裂或间滑脱；高链排列向垂直于受力向则断裂能范德华力或氢键破坏通比三种情况理论拉伸强度(或断裂强度)实际强度数值发现理论强度实际强度存着巨差距见提高聚合物实际强度潜力
影响聚合物实际强度素总说两类：类与材料本身关包括高化结构、量及其布、支化交联、结晶与取向、增塑剂、共混、填料、应力集物等；另类与外界条件关包括温度湿度、光照、氧化化、作用力速度等
1、高本身结构影响
前面已经析高具强度于主链化键力间作用力所增加高极性或产氢键使强度提高例低压聚乙烯拉伸强度15~16
MPa聚氯乙烯极性基团拉伸强度50MPa尼龙610氢键拉伸强度60MPa极性基团或氢键密度愈则强度愈高所尼龙66拉伸强度比尼龙610达80MPa极性基团密或取代基团阻碍着链段运能实现强迫高弹形变表现脆性断裂拉伸强度虽材料变脆
主链含芳杂环聚合物其强度模量都比脂肪族主链高新型工程塑料都主链含芳杂环例芳香尼龙强度模量比普通尼龙高聚苯醚比脂肪族聚醚高双酚A聚碳酸酯比脂肪族聚碳酸酯高引入芳杂环侧基强度模量要提高例聚苯乙烯强度模量比聚乙烯高
链支化程度增加使间距离增加间作用力减聚合物拉伸强度降低冲击强度提高例高压聚乙烯拉伸强度比低压聚乙烯低冲击强度反比低压聚乙烯高
适度交联效增加链间联系使链易发相滑移随着交联度增加往往易发形变强度增高例聚乙烯交联拉伸强度提
高1倍冲击强度提高3~4倍交联程往往使聚合物结晶度降取向困难交联并总利
量拉伸强度冲击强度影响些差别量低拉伸强度冲击强度都低随着量增拉伸强度冲击强度都提高量超定数值拉伸强度变化冲击强度则继续增制取高量聚乙烯（M＝5×105~4×106）目提高冲击性能冲击强度比普通低压聚乙烯提高3倍40℃甚至提高18倍
2、结晶取向影响
结晶度增加提高拉伸强度、弯曲强度弹性模量处例聚丙烯规结构含量增加使聚丙烯结晶度降低则拉伸强度弯曲强度都降(见表)结晶度太高则导致冲击强度断裂伸率降低聚合物材料要变脆反没处
规结构含量聚丙烯性能影响
规结构含量 ％拉伸强度 MPa弯曲强度 MPa
2.0
2.5
3.3
3.5
6.4
11.834.5
34.0
—
32.5
20.0
—56.5
46.0
45.0
45.0
41.0
40.0
结晶聚合物冲击强度影响更聚合物球晶结构缓慢冷却退火程球晶聚合物冲击强度要显著降些结晶性聚合物型程加入核剂使微晶球晶提高聚合物冲击强度所原料选定型加工温度处理条件结晶聚合物力性能影响
取向使材料强度提高几倍甚至几十倍取向高链顺着外力向平行排列起使断裂破坏主价键比例增加主价键强度比范德华强度高20倍左右另外取向阻碍裂缝向纵深发展
3、应力集物影响
材料存缺陷受力材料内部应力平均布状态发变化使缺陷附近局部范围内应力急剧增加远远超应力平均值种现象称应力集缺陷应力集物包括裂缝、空隙、缺口、银纹杂质等材料破坏薄弱环节严重降低材料强度造聚合物实际强度与理论强度间巨差别主要原
各种缺陷聚合物加工型程相普遍存例加工由于混炼匀、塑化足造微气泡接痕产程混进些杂质更难避免型程由于制件表冷却速度同表面
物料接触温度较低模壁迅速冷却固化层硬壳制体内部物料却处熔融状态随着冷却收缩便使制件内部产内应力进形细银纹甚至于裂缝制件表皮现龟裂述各类缺陷尽管非微甚至肉眼能发现却降低聚合物力性能致命弱点例：胶粘剂由于蒸发、冷却或化反应固化通体积减少产收缩收缩力粘接端或胶粘剂空孔周围产应力集种固化程产内应力粘接系统给予致命影响溶液胶粘剂其固体含量通20.6％所固化程体积收缩严重热熔胶粘剂固化体积收缩率较差异缩聚反应副产物逸体积收缩严重酚醛树酯固化收缩率比环氧树脂5~10倍烯类单体或预聚体双键发加聚反应两双键由范德华力结合变共价键结合原间距离缩短体积收缩率较饱聚酯固化收缩率高达10％比环氧树脂高1~4倍环聚合原由范德华力作用变化键结合另原由原化键结合变接近于范德华力作用所体积收缩率较环聚合环氧树脂固化体积收缩率比较较高力强度主要原
4、增塑剂影响
增塑剂般低量液体或固体机化合物增塑剂加入聚合物起稀释作用减高链间作用强度降低强度降低值与增塑剂加入量约比增塑剂加入胶粘剂高化合物增加固化体系塑性弹性改进柔软性耐寒性、低温脆性等增塑剂粘度低、沸点高能增加树脂流性利于浸润、扩散吸收增塑剂随着放置间增挥发同向表面迁移胶粘剂增塑剂失使粘接强度降
5、填料影响
填料加入并单纯混合彼间存价力种价力虽弱具加性聚合物相质量较其总力则显观改变聚合物构象平衡松弛间使聚合物结晶倾向溶解度降低及提高玻璃化温度硬度等
聚合物加入—定数量填料改善聚合物性能：
（1）增内聚强度；
（2）调节粘度或作业性；
（3）提高耐热性；
（4）降低热膨胀系数减少收缩率：
（5）给与间隙填充性；
（6）给与导电性；
（7）降低本
填充剂种类添加数量随使用目同且与聚合物种类、性质、填充剂形状、
及与聚合物亲力等素关般定数量粒填料施加应力聚合物运影响数填充剂使运困难其结聚合物热膨胀系数降低填充剂相能支持负荷或吸收能量所耐冲击性增般加入机填料拉伸强度初增填料则降于特定物性获填充剂确效广泛范围内进行实验必要
6、共聚共混影响
共聚综合两种均聚物性能例聚苯乙烯原脆性苯乙烯引入丙烯腈单体进行共聚所共聚物拉伸冲击强度都提高进步引入丁二烯单体进行接枝共聚所高抗冲聚苯乙烯ABS树脂则幅度提高冲击强度
共混种改性手段共混物具比原组更优越使用性能早改性聚苯乙烯用橡胶聚苯乙烯机械共混用丁腈橡胶与AS树脂共混（机械或乳液）办制备ABS树脂共同点都达用橡胶使塑料增韧效
7、外力作用速度温度影响
由于聚合物粘弹性材料破坏程—种松弛程外力作用速度与温度聚合物强度显著影响种聚合物材料拉伸试验链段运松弛间与拉伸速度相适应则材料断裂前发屈服现强迫高弹性拉伸速度提高链段运跟外力作用使材料屈服需要更外力即材料屈服强度提高；进步提高拉伸速度材料终更高应力发脆性断裂反拉伸速度减慢屈服强度断裂强度都降低拉伸试验提高拉伸速度与降低温度效相似
冲击试验温度材料冲击强度影响随温度升高聚合物冲击强度逐渐增加接近Tg冲击强度迅速增加并且同品种间差别缩例室温脆聚苯乙烯Tg附近变种韧性材料低于Tg愈远同品种间差别愈主要决定于脆点高低于结晶聚合物其室温则必较高冲击强度非晶部室温处高弹态起增韧作用典型例聚乙烯、聚丙烯聚丁烯-l等热固性聚合物冲击强度受温度影响则
