高聚物力学性能

[拼音]：gaojuwu lixue xingneng

[外文]：mechanical properties of polymers

表示在外力作用下高聚物应力与应变之间所呈现的关系，它包括弹性、塑性、强度、蠕变、松弛和硬度等。当高聚物用作结构材料时，这些性能都显得十分重要。高聚物力学性能的两大特点是具有高弹性和粘弹性。所谓高弹性是区别于普弹性而言的，一般金属的普弹形变只有千分之几，但高聚物的高弹形变可达30％～1000％。由于高聚物同时具有粘性液体和弹性固体的特征，研究高聚物的力学性能时必须考虑应力、应变、作用时间（或频率）和温度四个参数，而时－温是等效的，温度越高表示力的作用时间越长，反之亦然（见高聚物粘弹性）。

形变和破坏

对于同一种高聚物，如果拉伸时的温度远低于玻璃化温度，就会出现脆性破坏(形变量约10％)；如果略低于玻璃化温度，能出现韧性形变，有细颈和强迫高弹性发生；如果高于玻璃化温度，则出现橡胶状高弹形变；如果远高于玻璃化温度，就会出现流动。

试验方法

最常用的研究高聚物力学性能的方法有应力松弛、蠕变、动态力学性能和应力－应变试验等。

（1）应力松弛试验是在恒温条件下将样品很快地拉伸至某一给定值，然后观测应力随时间的变化。

（2）蠕变试验是在恒温恒负荷下，观测样品长度随时间的变化。

（3）动态力学试验是在正弦式交变应力作用下，观测应力与应变间的关系，从而计算储能模量、损耗模量与温度或频率之间的关系。目前通过粘弹性理论的计算可从动态力学的数据来估算蠕变或应力松弛行为，反之亦然。

（4）应力-应变试验为在给定拉伸（或压缩、剪切）速率下使样品产生形变，并从应力－应变曲线计算材料的模量、屈服强度、极限伸长和抗拉强度。

根据在拉伸过程中屈服点的是否出现、伸长率的大小以及断裂情况，高聚物的应力－应变曲线大致可分为五种类型：

（1）软而弱(图a);