高分子材料的力学性能

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高分子材料因其具有坚固、透明、耐腐蚀、加工方便、自动化程度高、原料丰富价格低等特点，得以迅速发展。高分子的性能有多种多样，有力学性能、化学性能、光学性能、电学性能、渗透性能和加工性能等等。我们在选择材料时必须根据使用的要求，在比较了各种材料的综合性能和价格等因素后，才能做到物尽其用。高分子聚合物作为一种材料，它的力学性质的好坏自然是选用材料时最关心的因素。

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材料的基本力学性能是表示材料在外力作用下发生变形或破坏易难程度的物理量。通常我们采用模量和强度来表示，模量反映的是材料受到外力时变形的量；而材料破坏特性的量常用强度来表示。

模量的大小表示材料的刚性，模量越大，材料的刚性越好，不容易变形。反之，材料的性能就较软，容易发生形变。弹性模量是指使材料产生单位应变所需的应力，单位是GPa。橡胶类高分子是弹性模量很小的材料，只要轻轻一拉就会变形；而纤维和硬塑料是模量很大的高分子材料，很难变形。

从实用的角度来说最关心的是材料在多大力的作用下才会破坏，这也是许多产品在出厂前要模拟使用环境进行强化破坏试验的目的。例如把产品从某一高度扔下去，不损坏为合格或用一个重量一定的钢球从一定的高度砸下去，不砸坏为合格等。这些标准都是生产厂根据产品的性能要求自行制定的标准。

衡量材料破坏时的力学性质的通用标准是强度，通常用试样破坏时单位面积所承受的最大载荷来表示，单位是MPa。作用的应力可以是拉伸力、冲击力、压缩力或剪切力等，得到的强度分别为拉伸强度，冲击强度，硬度或弯曲强度。

材料强度的测定也有专门的设备，测试时要按照规定，将样品制成标准的形状。例如测试拉伸强度时要把试样按规定制成尺寸一定的哑铃状标准试条后用专用的夹具固定住，开动机器对试样进行拉伸，根据试样拉断时所需的力和试样的截面积计算出这种材料的拉伸强度。如果对试样施加的是一个冲击力，就能测得材料的冲击强度。

高分子材料的种类繁多，不仅不同聚合物制成的材料性能有很大的差别，对于同一种聚合物制成的材料，也有十几种到上百种的牌号，同一个生产厂生产的不同牌号，不同生产厂生产的类似牌号所得到的产品性能都会有很大的差别。在选择材料时必须认真研究各个厂家提供的技术数据，必要时要根据相应的国际和国内标准对材料的性能进行专门的测试。

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