聚合物的断裂及抗拉强度

聚合物的抗拉强度一般为20～80MPa，比金属低得多，但其比强度较金属的高。聚合物具有一定强度，是由分子间范德瓦尔斯键、原子间共价键及分子间氢键决定的。聚合物的实际强度仅为其理论值的事/200。此与其结构缺陷（如裂纹、杂质、气泡、空洞和表面划痕）和分子链断裂不同时性有关。

 影响聚合物实际强度的因素仍然是其自身的结构，主要的结构因素有：

• (1)高分子链极性大或形成氢键能显著提高强度，如氢氯乙烯极性比聚乙烯大，所以前者强度高，尼龙有氢键，其强度又比聚乙烯高。
• （2）主链刚性大，强度高，但是链刚性太大，会使材料变脆。
• （3）分子链支化程度增加，因分子链间距增大，降低抗拉强度。如低密度聚乙烯支化程度高，其抗拉强度就比高密度聚乙烯的低。
• （4）分子间适度进行交联，提高抗拉强度，如辐射交联的PE（聚乙烯）比未交联PE的抗拉强度提高一倍；但交联过多，因影响分子链取向，反而隐低强度等。

在拉应力作用下，非晶态聚合物（如聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯和聚氯乙烯）的某些薄弱地区，因应力集中产生局部塑性变形，结果在其表面或内部或在裂纹尖端附近出现闪亮的、细长形的银纹（Craze）

银纹在非晶态聚合物的拉伸脆性断裂中有重要作用。一般认为，银纹生成是非晶态聚合物断裂的先兆。在外力作用下，银纹质因其内部存在非均匀性（如有外来物质或杂质）而产生开裂，并形成孔洞。随后形成的孔洞。随后形成的孔洞与已有的孔洞连接起来，在垂直应力方向上形成微裂纹。微裂纹尖端区连续出现银纹，使微裂纹相连扩展，引起宏观断裂。因此，在工程上非晶态聚合物的断裂过程，包括外力作用下银纹和非均匀区的形成、银纹质的断裂、微裂纹的形成、裂纹扩展和最后断裂等几个阶段。与金属材料相比，聚合物形成银纹类似于金属韧性断裂前产生的微孔。

结晶态聚合物的脆性断裂过程与上述类似。如果聚合物屈服后局部塑性变形方式为产生剪切形变带，当剪切形变带穿越过试样时，材料就产生韧性剪切断裂。

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