关于高分子的拉伸强度和分子间力的关系?

关于高分子的拉伸强度和分子间力的关系?

拉伸强度影响因素很多

(1)化学结构。

链刚性增加的因素(比如主链芳环、侧基极性或氢键等)都有助于增加强度,极性基团过密或取代基过大,阻碍着链段的运动,不能实现强迫高弹形变,反而会使材料较脆。

(2)相对分子质量. 在临界相对分子质量 (缠结相对分子质量)之前,相对分子质量增加强度增加,越过 后拉伸强度变化不大,而冲击强度则随相对分子质量增加而增加,不存在临界值.

(3)支化和交联. 交联可以有效地增强分子链间的联系,使分子链不易发生相对滑移,随着交联度的提高,往往不易发生大的形变,强度增高。

分子链支化程度增加,分子间的距离增加,分子间的作用力减小,因而使拉伸强度降低,但冲击强度会提高.

(4)结晶和取向. 结晶度增加,对提高拉伸强度、弯曲强度和弹性模量有好处。

如果结晶度太高,则要导致冲击强度和断裂伸长率的降低,高聚物材料就要变脆,反而没有好处。

如果在缓慢的冷却和退火过程中生成了大球晶的话,那么高聚物的冲击强度就要显著下降。

结晶尺寸越小,强度越高。

取向使材料的强度提高几倍甚至几十倍。

另外取向后可以阻碍裂缝向纵深方向发展。

(5)应力集中物包括裂缝、银纹、杂质等缺陷在受力时成为应力集中处,它们会成为材料破坏的薄弱环节,断裂首先在此处发生,严重降低材料的强度,是造成高聚物实际强度与理论强度这间巨大差别的主要原因之一。

纤维的直径越小,强度越高,这是由于纤维越细,纤维皮芯差别就越小,缺陷出现的概率就越小。

根据这个原理,用玻璃纤维增加塑料可以得到高强度的玻璃钢。

缺陷的形状不同,应力集中系数也不同,锐口的缺陷的应力集中系数比钝口的要大得多,因为它造成更大的应力集中,使最大应力大大超过材料的破坏强度,致使制件从这小裂缝开始发生破坏。

根据这一道理,一般制品的设计总是尽量避免有尖锐的转角,而是将制品的转弯昝做成圆弧形的。

(6)添加剂。

塑剂、填料、增强剂和增韧剂都可能改变材料的强度。

增塑使分子间作用力减小,从而降低了强度。

另一方面,由于增塑剂使链段运动能力增强,故随着增塑剂含量的增强,材料的冲击强度提高。

惰性填料(如caco3)只降低成本,强度也随着降低;活性填料有增强作用,如炭黑对天然橡胶的补强效果。

纤维状填料有明显的增强作用。

塑料增韧的方法是共混或共聚,用少量橡胶作为增韧剂去改进塑料的脆性。

(7)外力作用速度和温度。

在拉伸试验中提高拉伸速度和降低温度都会使强度降低。

在冲击试验中提高温度会增加冲击强度。

由于外力作用速度和温度的改变,甚至会使材料从脆性变为韧性,或反过来.

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