取向?qū)Ω呔畚锊牧系牧W(xué)性能有什么影響
影響聚合物實際強度素
結(jié)構(gòu)角度看聚合物所具抵抗外力破壞能力主要靠內(nèi)化鍵合力間范德華力氫鍵考慮其各種復(fù)雜影響素我由微觀角度計算聚合物理論強度種考慮意義理論計算結(jié)與實際聚合物強度相比較我解間差距差距指引推進行提高聚合物實際強度研究探索
高鏈排列向平行于受力向則斷裂能化鍵斷裂或間滑脫；高鏈排列向垂直于受力向則斷裂能范德華力或氫鍵破壞通比三種情況理論拉伸強度(或斷裂強度)實際強度數(shù)值發(fā)現(xiàn)理論強度實際強度存著巨差距見提高聚合物實際強度潛力
影響聚合物實際強度素總說兩類：類與材料本身關(guān)包括高化結(jié)構(gòu)、量及其布、支化交聯(lián)、結(jié)晶與取向、增塑劑、共混、填料、應(yīng)力集物等；另類與外界條件關(guān)包括溫度濕度、光照、氧化化、作用力速度等
1、高本身結(jié)構(gòu)影響
前面已經(jīng)析高具強度于主鏈化鍵力間作用力所增加高極性或產(chǎn)氫鍵使強度提高例低壓聚乙烯拉伸強度15~16
MPa聚氯乙烯極性基團拉伸強度50MPa尼龍610氫鍵拉伸強度60MPa極性基團或氫鍵密度愈則強度愈高所尼龍66拉伸強度比尼龍610達80MPa極性基團密或取代基團阻礙著鏈段運能實現(xiàn)強迫高彈形變表現(xiàn)脆性斷裂拉伸強度雖材料變脆
主鏈含芳雜環(huán)聚合物其強度模量都比脂肪族主鏈高新型工程塑料都主鏈含芳雜環(huán)例芳香尼龍強度模量比普通尼龍高聚苯醚比脂肪族聚醚高雙酚A聚碳酸酯比脂肪族聚碳酸酯高引入芳雜環(huán)側(cè)基強度模量要提高例聚苯乙烯強度模量比聚乙烯高
鏈支化程度增加使間距離增加間作用力減聚合物拉伸強度降低沖擊強度提高例高壓聚乙烯拉伸強度比低壓聚乙烯低沖擊強度反比低壓聚乙烯高
適度交聯(lián)效增加鏈間聯(lián)系使鏈易發(fā)相滑移隨著交聯(lián)度增加往往易發(fā)形變強度增高例聚乙烯交聯(lián)拉伸強度提
高1倍沖擊強度提高3~4倍交聯(lián)程往往使聚合物結(jié)晶度降取向困難交聯(lián)并總利
量拉伸強度沖擊強度影響些差別量低拉伸強度沖擊強度都低隨著量增拉伸強度沖擊強度都提高量超定數(shù)值拉伸強度變化沖擊強度則繼續(xù)增制取高量聚乙烯（M＝5×105~4×106）目提高沖擊性能沖擊強度比普通低壓聚乙烯提高3倍40℃甚至提高18倍
2、結(jié)晶取向影響
結(jié)晶度增加提高拉伸強度、彎曲強度彈性模量處例聚丙烯規(guī)結(jié)構(gòu)含量增加使聚丙烯結(jié)晶度降低則拉伸強度彎曲強度都降(見表)結(jié)晶度太高則導(dǎo)致沖擊強度斷裂伸率降低聚合物材料要變脆反沒處
規(guī)結(jié)構(gòu)含量聚丙烯性能影響
規(guī)結(jié)構(gòu)含量 ％拉伸強度 MPa彎曲強度 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
結(jié)晶聚合物沖擊強度影響更聚合物球晶結(jié)構(gòu)緩慢冷卻退火程球晶聚合物沖擊強度要顯著降些結(jié)晶性聚合物型程加入核劑使微晶球晶提高聚合物沖擊強度所原料選定型加工溫度處理條件結(jié)晶聚合物力性能影響
取向使材料強度提高幾倍甚至幾十倍取向高鏈順著外力向平行排列起使斷裂破壞主價鍵比例增加主價鍵強度比范德華強度高20倍左右另外取向阻礙裂縫向縱深發(fā)展
3、應(yīng)力集物影響
材料存缺陷受力材料內(nèi)部應(yīng)力平均布狀態(tài)發(fā)變化使缺陷附近局部范圍內(nèi)應(yīng)力急劇增加遠遠超應(yīng)力平均值種現(xiàn)象稱應(yīng)力集缺陷應(yīng)力集物包括裂縫、空隙、缺口、銀紋雜質(zhì)等材料破壞薄弱環(huán)節(jié)嚴(yán)重降低材料強度造聚合物實際強度與理論強度間巨差別主要原
各種缺陷聚合物加工型程相普遍存例加工由于混煉勻、塑化足造微氣泡接痕產(chǎn)程混進些雜質(zhì)更難避免型程由于制件表冷卻速度同表面
物料接觸溫度較低模壁迅速冷卻固化層硬殼制體內(nèi)部物料卻處熔融狀態(tài)隨著冷卻收縮便使制件內(nèi)部產(chǎn)內(nèi)應(yīng)力進形細(xì)銀紋甚至于裂縫制件表皮現(xiàn)龜裂述各類缺陷盡管非微甚至肉眼能發(fā)現(xiàn)卻降低聚合物力性能致命弱點例：膠粘劑由于蒸發(fā)、冷卻或化反應(yīng)固化通體積減少產(chǎn)收縮收縮力粘接端或膠粘劑空孔周圍產(chǎn)應(yīng)力集種固化程產(chǎn)內(nèi)應(yīng)力粘接系統(tǒng)給予致命影響溶液膠粘劑其固體含量通20.6％所固化程體積收縮嚴(yán)重?zé)崛勰z粘劑固化體積收縮率較差異縮聚反應(yīng)副產(chǎn)物逸體積收縮嚴(yán)重酚醛樹酯固化收縮率比環(huán)氧樹脂5~10倍烯類單體或預(yù)聚體雙鍵發(fā)加聚反應(yīng)兩雙鍵由范德華力結(jié)合變共價鍵結(jié)合原間距離縮短體積收縮率較飽聚酯固化收縮率高達10％比環(huán)氧樹脂高1~4倍環(huán)聚合原由范德華力作用變化鍵結(jié)合另原由原化鍵結(jié)合變接近于范德華力作用所體積收縮率較環(huán)聚合環(huán)氧樹脂固化體積收縮率比較較高力強度主要原
4、增塑劑影響
增塑劑般低量液體或固體機化合物增塑劑加入聚合物起稀釋作用減高鏈間作用強度降低強度降低值與增塑劑加入量約比增塑劑加入膠粘劑高化合物增加固化體系塑性彈性改進柔軟性耐寒性、低溫脆性等增塑劑粘度低、沸點高能增加樹脂流性利于浸潤、擴散吸收增塑劑隨著放置間增揮發(fā)同向表面遷移膠粘劑增塑劑失使粘接強度降
5、填料影響
填料加入并單純混合彼間存價力種價力雖弱具加性聚合物相質(zhì)量較其總力則顯觀改變聚合物構(gòu)象平衡松弛間使聚合物結(jié)晶傾向溶解度降低及提高玻璃化溫度硬度等
聚合物加入—定數(shù)量填料改善聚合物性能：
（1）增內(nèi)聚強度；
（2）調(diào)節(jié)粘度或作業(yè)性；
（3）提高耐熱性；
（4）降低熱膨脹系數(shù)減少收縮率：
（5）給與間隙填充性；
（6）給與導(dǎo)電性；
（7）降低本
填充劑種類添加數(shù)量隨使用目同且與聚合物種類、性質(zhì)、填充劑形狀、
及與聚合物親力等素關(guān)般定數(shù)量粒填料施加應(yīng)力聚合物運影響數(shù)填充劑使運困難其結(jié)聚合物熱膨脹系數(shù)降低填充劑相能支持負(fù)荷或吸收能量所耐沖擊性增般加入機填料拉伸強度初增填料則降于特定物性獲填充劑確效廣泛范圍內(nèi)進行實驗必要
6、共聚共混影響
共聚綜合兩種均聚物性能例聚苯乙烯原脆性苯乙烯引入丙烯腈單體進行共聚所共聚物拉伸沖擊強度都提高進步引入丁二烯單體進行接枝共聚所高抗沖聚苯乙烯ABS樹脂則幅度提高沖擊強度
共混種改性手段共混物具比原組更優(yōu)越使用性能早改性聚苯乙烯用橡膠聚苯乙烯機械共混用丁腈橡膠與AS樹脂共混（機械或乳液）辦制備ABS樹脂共同點都達用橡膠使塑料增韌效
7、外力作用速度溫度影響
由于聚合物粘彈性材料破壞程—種松弛程外力作用速度與溫度聚合物強度顯著影響種聚合物材料拉伸試驗鏈段運松弛間與拉伸速度相適應(yīng)則材料斷裂前發(fā)屈服現(xiàn)強迫高彈性拉伸速度提高鏈段運跟外力作用使材料屈服需要更外力即材料屈服強度提高；進步提高拉伸速度材料終更高應(yīng)力發(fā)脆性斷裂反拉伸速度減慢屈服強度斷裂強度都降低拉伸試驗提高拉伸速度與降低溫度效相似
沖擊試驗溫度材料沖擊強度影響隨溫度升高聚合物沖擊強度逐漸增加接近Tg沖擊強度迅速增加并且同品種間差別縮例室溫脆聚苯乙烯Tg附近變種韌性材料低于Tg愈遠同品種間差別愈主要決定于脆點高低于結(jié)晶聚合物其室溫則必較高沖擊強度非晶部室溫處高彈態(tài)起增韌作用典型例聚乙烯、聚丙烯聚丁烯-l等熱固性聚合物沖擊強度受溫度影響則
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