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影响高分子材料性能的因素有那些，以及提高力学性能的主要措施 已有5人参与
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liuquan0814
金虫 (小有名气)
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- 专业: 生物医用高分子材料
2楼2014-11-05 16:56:04
【答案】应助回帖
感谢参与，应助指数 +1
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高分子材料力学强度影响因素总结（二） 发表于2014年5月7日由高分子 总结影响聚合材料力学强度的因素，可以根据以下因素逐一排查导致材料力学性能降低的原因，也可以通过以下因素改善材料的力学性质。 1、材料的化学结构，分子链结构，分子链支化，主要因素和根本因素。 凡是能够化学键和分子间作用力的因素都会影响材料强度，比如氢键和分子极性，芳杂环极性高于脂肪链。分子间作用力越大材料强度和模量一般是越高。比如：PA6强于硬质PVC，硬质PVC强于LDPE，因为PA6是极性聚合物而且存在氢键，PVC为极性聚合物，而LDPE极性很小。芳香族尼龙强度大于脂肪族尼龙的强度，聚苯醚强度大于脂肪族聚醚强度，因为苯环的引入增大了分子间的作用力，苯环的极性大于脂肪链，苯环直接存在共轭电子效应等。 分子链的支化显著影响材料的力学性能。直链高分子材料力学一般优于侧链高分子的力学性能，比如主链型的液晶高分子材料，力学性能远远高于侧链型的液晶高分子。原因在于侧链高分子分子间距离增大，分子间作用力减小。由上，可以推断出材料支化后分子间距离增大，相互作用力减小，拉伸强度减小。 交联又是一个可以显著影响材料强度的因素。一般交联程度增加，拉伸强度材料模量增大。但是实际情况比较复杂，有的材料交联增加强度降低（特别是对于结晶聚合物），有时增加适当增加交联度可以提高材料的断裂伸长率，有时又会降低材料的断裂伸长率。鉴于交联剂含量对材料力学影响结果多样，所以工程师在研究材料交联时需要仔细研究其影响。 2、材料的分子量 根据经验，分子量增大，材料的拉伸强度冲击强度增大，著名的超高分子量聚乙烯UHWPE纤维强度超高（有多高？百度一下吧，反正高于碳纤维）。但是并不是所有材料强度随分子量增加而增加，而且分子量增长到一定数值时，分子量对强度的影响不明显。分子量影响材料加工流动性明显。 3、结晶和取向对材料的影响 一般，结晶度提高可以提高材料的拉伸强度和模量，包括弯曲强度，但是降低材料的韧性、冲击强度和断裂伸长率。取向对材料的影响同样重要，主链型液晶高分子取向和侧链型高分子取向情况不一致，使力学性能差异较大。经过取向处理的材料与未处理时力学性能不一致。 4、材料缺陷和应力集中的影响 材料内部的气泡、银纹、裂纹和空隙等因素往往降低材料的强度，因为这些缺陷往往造成材料在缺陷上产生应力集中，破坏材料的强度。。。 总结影响高分子材料强度的因素，根据以下因素可以帮助工程师分析材料配方， 可以提高强度的因素或方法： 1、化学结构：可以增加链刚性的因素一般可以提高聚合物的强度，比如引入芳杂环。适当的交联也可以提高材料硬度，交联剂链长度同样影响材料硬度。 2、聚合物形态：提高结晶度和取向度可以提高材料强度，但是结晶度过高，抗冲强度和断裂伸长率降低，即材料变脆。 3、共聚增强：与“硬”单体共聚可提高材料硬度。 3、共混增强：与增强材料共混或复合，可提高材料强度。 不利于提高材料强度的因素： 1、材料应力集中：这是材料制备过程中常常遇到的问题。 2、材料出现银纹：也是常见现象。 3、材料増塑：与共混增强相反，材料与增塑剂共混时材料强度降低。 4、填料降低强度：比如一些惰性填料与材料共混后，“稀释”了基体材料，使材料的强度降低。比如碳酸钙粉末填充一些材料会导致材料强度降低。(来自高分子网) 等等，还有其它因素，具体材料具体分析。 |
3楼2014-11-05 16:59:09
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4楼2014-11-05 16:59:50
南京的李工
禁言 (文坛精英)
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5楼2014-11-05 22:06:03
6楼2014-11-06 00:09:44
7楼2015-06-16 17:15:07
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- 性别: GG
- 专业: 高分子科学
- 管辖: 高分子
【答案】应助回帖
| 你这个问题太宽了，性能有很多的，有些性能是相互冲突的，比如刚性和韧性，除刚性粒子增强增韧外一般情况下提高刚性意味着韧性降低，反之韧性上去刚性下降。高分子自身的分子结构以及聚集物的形态等决定了高分子的性能，比如聚氯乙烯从分子分析它应该韧性很好，但是它比较规整结晶度高并且分子间作用力大，所以未改性的表现出刚性好发脆，但是你用增塑剂隔开分子链，它又能变得很韧很软。改性可以提高你需要的性能，比如尼龙你添加马来酸酐接枝POE可以获得很好的韧性，尼龙加入玻纤，你可以大幅提高材料的弯曲强度、热变形温度等等。当然你也可以通过分子链改造来获得你所需要的性能，比如普通均聚聚丙烯很脆，你可以在聚合的时候引入乙烯单体，无规共聚聚丙烯的韧性就很好。 |
8楼2015-06-16 19:53:42
