第2章-1-性能表征

1、 第二章 塑料材料 -性能表征2.1 概述概述塑料的含義塑料的含義 塑料是一類以聚合物為主要組分，在一定溫度和壓力下塑料是一類以聚合物為主要組分，在一定溫度和壓力下可塑制成型，并在常溫或使用溫度下力學(xué)行為符合胡克定可塑制成型，并在常溫或使用溫度下力學(xué)行為符合胡克定律（普彈形變）的高分子材料。律（普彈形變）的高分子材料。t 若為結(jié)晶聚合物：若為結(jié)晶聚合物：Tg使用溫度使用溫度Tmt 若為無定形聚合物：使用溫度若為無定形聚合物：使用溫度Tg塑料的組成塑料的組成u樹脂樹脂：未加有助劑的聚合物粉料。是塑料的主要組份，在：未加有助劑的聚合物粉料。是塑料的主要組份，在塑料中起塑料中起粘結(jié)粘結(jié)作用，并使其具

2、有作用，并使其具有成型成型性能。其種類、性質(zhì)性能。其種類、性質(zhì)以及它在塑料中所占比例大小，對于塑料的以及它在塑料中所占比例大小，對于塑料的類型類型及及性能性能起起決定性作用。決定性作用。 助劑助劑：在樹脂加工成塑料制品的過程中，為了改善生產(chǎn)工：在樹脂加工成塑料制品的過程中，為了改善生產(chǎn)工藝、提高產(chǎn)品性能所添加的各種輔助材料。包括：藝、提高產(chǎn)品性能所添加的各種輔助材料。包括：填充劑填充劑: : 又稱填料，可降低成本，改變塑料性能，擴(kuò)大其適又稱填料，可降低成本，改變塑料性能，擴(kuò)大其適用范圍。用范圍。增強(qiáng)劑增強(qiáng)劑: : 提高樹脂力學(xué)性能的物質(zhì)。提高樹脂力學(xué)性能的物質(zhì)。增塑劑增塑劑：用來提高樹脂的可塑

3、性，改善加工性能，并賦予制：用來提高樹脂的可塑性，改善加工性能，并賦予制品一定柔韌性的物質(zhì)。品一定柔韌性的物質(zhì)。固化劑固化劑：交聯(lián)劑，使熱固性樹脂在成型過程中由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)：交聯(lián)劑，使熱固性樹脂在成型過程中由線型結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。變?yōu)轶w型結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。穩(wěn)定劑穩(wěn)定劑：包括光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑，用來防老化，：包括光穩(wěn)定劑、熱穩(wěn)定劑、抗氧劑，用來防老化，延長壽命。延長壽命。潤滑劑潤滑劑：防止塑料在加工過程中粘在模具和設(shè)備上而加入的：防止塑料在加工過程中粘在模具和設(shè)備上而加入的物質(zhì)。物質(zhì)。發(fā)泡劑發(fā)泡劑：使高分子材料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。：使高分子材料形成微孔結(jié)構(gòu)的物質(zhì)。著色劑著色劑：賦予制品多

4、種色彩。：賦予制品多種色彩。阻燃劑阻燃劑：防止塑料制品燃燒或使其離火自熄。：防止塑料制品燃燒或使其離火自熄?？轨o電劑抗靜電劑：防止塑料加工和使用過程中的靜電危害：防止塑料加工和使用過程中的靜電危害。 塑料的分類塑料的分類按來源按來源u合成樹脂合成樹脂：人工合成的高分子聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、：人工合成的高分子聚合物，如聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯等。聚苯乙烯等。u天然樹脂天然樹脂：纖維素、松香、瀝青等：纖維素、松香、瀝青等按受熱行為和是否具備反復(fù)成型加工性按受熱行為和是否具備反復(fù)成型加工性u熱塑性塑料熱塑性塑料：受熱熔融、可進(jìn)行各種成型加工，冷卻時硬：受熱熔融、可進(jìn)行各種成型加工，冷卻時硬化，再

5、受熱又可熔融、加工，具有多次重復(fù)加工性?；?，再受熱又可熔融、加工，具有多次重復(fù)加工性。u熱固性塑料熱固性塑料：受熱熔化成型的同時發(fā)生固化發(fā)應(yīng)，形成立：受熱熔化成型的同時發(fā)生固化發(fā)應(yīng)，形成立體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再受熱不熔融，在溶劑中也不溶解，過度受熱體網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，再受熱不熔融，在溶劑中也不溶解，過度受熱發(fā)生分解破壞，不具有重復(fù)加工性。發(fā)生分解破壞，不具有重復(fù)加工性。按使用范圍和用途分類按使用范圍和用途分類：u通用塑料通用塑料：產(chǎn)量大、用途廣、價格低、性能一般，主要：產(chǎn)量大、用途廣、價格低、性能一般，主要用于非結(jié)構(gòu)材料，如：聚乙烯（用于非結(jié)構(gòu)材料，如：聚乙烯（PEPE）、聚丙烯（）、聚丙烯（PPPP）、聚）

6、、聚氯乙烯（氯乙烯（PVCPVC）、聚苯乙烯（）、聚苯乙烯（PSPS）、酚醛樹脂（）、酚醛樹脂（PFPF）。占）。占塑料總量的塑料總量的8080。 u工程塑料工程塑料：具有較高的力學(xué)性能，能夠經(jīng)受較寬的溫度：具有較高的力學(xué)性能，能夠經(jīng)受較寬的溫度變化范圍和較苛刻的環(huán)境條件，并在此條件下長時間使用，變化范圍和較苛刻的環(huán)境條件，并在此條件下長時間使用，可作為結(jié)構(gòu)材料?？勺鳛榻Y(jié)構(gòu)材料。Y通用工程塑料通用工程塑料：長期使用溫度在：長期使用溫度在100100150150范圍內(nèi)。如：范圍內(nèi)。如：聚酰胺（聚酰胺（PAPA）、聚碳酸酯（）、聚碳酸酯（PCPC）、聚甲醛（）、聚甲醛（POMPOM）等。）等。Y特

7、種工程塑料特種工程塑料：長期使用溫度在：長期使用溫度在150150以上。如：聚酰以上。如：聚酰亞胺（亞胺（PIPI）、聚芳酯、聚苯硫醚（）、聚芳酯、聚苯硫醚（PPSPPS）、氟塑料等。）、氟塑料等。塑料工業(yè)的發(fā)展歷程塑料工業(yè)的發(fā)展歷程 1900 1900年以前，天然樹脂改性階段年以前，天然樹脂改性階段18331833年，法國的布拉科諾年，法國的布拉科諾(Braconot)(Braconot)發(fā)現(xiàn)了纖維素的硝化；發(fā)現(xiàn)了纖維素的硝化；18461846年，瑞士舍恩拜因年，瑞士舍恩拜因(Schonbein)(Schonbein)改進(jìn)反應(yīng)，制備了硝化纖維素改進(jìn)反應(yīng)，制備了硝化纖維素（火棉）；（火棉）；1

8、8681868年，海厄特兄弟將硝化纖維素、乙醇、樟腦共熱，制成了俗稱年，海厄特兄弟將硝化纖維素、乙醇、樟腦共熱，制成了俗稱“賽璐珞賽璐珞”的第一種塑料。的第一種塑料。 1900 190019301930年，合成樹脂出現(xiàn)和高分子學(xué)說創(chuàng)立年，合成樹脂出現(xiàn)和高分子學(xué)說創(chuàng)立2020世紀(jì)初是高分子工業(yè)創(chuàng)立的準(zhǔn)備時期，世紀(jì)初是高分子工業(yè)創(chuàng)立的準(zhǔn)備時期，19201920年年Staudinger提出高提出高分子的概念。分子的概念。19071907年，成功制備了第一種年，成功制備了第一種人工合成樹脂人工合成樹脂/ /塑料塑料- -酚醛樹脂（酚醛樹脂（PFPF）；19121912年，德國人合成了聚氯乙烯年，德國人

9、合成了聚氯乙烯PVCPVC，于，于1927192719311931年工業(yè)化；年工業(yè)化；1920s1920s，醇酸樹脂、醋酸纖維，醇酸樹脂、醋酸纖維CA、脲醛樹脂、脲醛樹脂UF相繼投產(chǎn)。相繼投產(chǎn)。 1930s 1930s1940s1940s，高分子化學(xué)和工業(yè)興起，高分子化學(xué)和工業(yè)興起CarothersCarothers系統(tǒng)研究了合成聚酯和聚酰胺的縮聚反應(yīng)，提出了系統(tǒng)研究了合成聚酯和聚酰胺的縮聚反應(yīng)，提出了縮聚和加聚理論；共聚合理論得到發(fā)展；一系列塑料品種出縮聚和加聚理論；共聚合理論得到發(fā)展；一系列塑料品種出現(xiàn)并工業(yè)化：現(xiàn)并工業(yè)化：聚醋酸乙烯酯聚醋酸乙烯酯PVAc（19361936）聚甲基丙烯酸甲

10、酯聚甲基丙烯酸甲酯PMMA（1927192719311931）聚苯乙烯聚苯乙烯PS（1934193419371937）尼龍尼龍-66 -66 PA66(1938)(1938)高壓聚乙烯高壓聚乙烯LDPE（19391939）不飽和聚酯樹脂不飽和聚酯樹脂UP(1942)(1942)、氟塑料、氟塑料(1943)(1943)、ABSABS樹脂樹脂(1948)(1948)1950s1950s1960s1960s，現(xiàn)代合成樹脂產(chǎn)業(yè)基本形成，現(xiàn)代合成樹脂產(chǎn)業(yè)基本形成 高分子溶液理論和分子量測試推動了高分子科學(xué)的發(fā)展；高分子溶液理論和分子量測試推動了高分子科學(xué)的發(fā)展；Zieglar-NattaZieglar-

11、Natta發(fā)明有機(jī)金屬引發(fā)劑，發(fā)明有機(jī)金屬引發(fā)劑，SzwarcSzwarc發(fā)現(xiàn)陰離子活性發(fā)現(xiàn)陰離子活性聚合，開拓了高分子合成新領(lǐng)域。聚合，開拓了高分子合成新領(lǐng)域。1953195319551955年，合成了低壓聚乙烯年，合成了低壓聚乙烯HDPEHDPE和聚丙烯和聚丙烯PPPP；1950s1950s，出現(xiàn)聚甲醛，出現(xiàn)聚甲醛POMPOM、聚碳酸酯、聚碳酸酯PCPC等工程塑料；等工程塑料； 1960s1960s，聚砜，聚砜PSUPSU、聚苯醚、聚苯醚PPOPPO、聚酰亞胺、聚酰亞胺PIPI等實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。等實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。1970s1970s1990s1990s，高分子工業(yè)更加成熟，高分子工業(yè)更加成

12、熟 新方法、新品種、新結(jié)構(gòu)、新性能不斷涌現(xiàn)，包括茂金新方法、新品種、新結(jié)構(gòu)、新性能不斷涌現(xiàn)，包括茂金屬引發(fā)劑、活性自由基聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、超臨界聚合等。屬引發(fā)劑、活性自由基聚合、基團(tuán)轉(zhuǎn)移聚合、超臨界聚合等。合成了系列芳雜環(huán)聚合物、液晶高分子、梯形聚合物。合成了系列芳雜環(huán)聚合物、液晶高分子、梯形聚合物。 在新中國建立前，我國只有在新中國建立前，我國只有賽璐珞賽璐珞和和酚醛酚醛塑料塑料的代料加工。而目前已經(jīng)形成了涵蓋原料、加工、的代料加工。而目前已經(jīng)形成了涵蓋原料、加工、檢驗(yàn)、模具、機(jī)械的完整工業(yè)體系。檢驗(yàn)、模具、機(jī)械的完整工業(yè)體系。 年產(chǎn)量穩(wěn)步增長：年產(chǎn)量穩(wěn)步增長：1994年塑料制品產(chǎn)量年塑料

13、制品產(chǎn)量613萬萬噸；噸；1995年年851萬噸（世界產(chǎn)量萬噸（世界產(chǎn)量1.567億噸，列美、億噸，列美、日、德、韓后，居第五位）；日、德、韓后，居第五位）；2005年超過了年超過了2100萬噸，萬噸，2010年達(dá)年達(dá)5000萬噸萬噸 ，2013年達(dá)年達(dá)7400萬噸萬噸 ，居世界首位。居世界首位。國內(nèi)塑料工業(yè)國內(nèi)塑料工業(yè)塑料的特性塑料的特性1）密度?。┟芏刃《鄶?shù)聚合物密度在多數(shù)聚合物密度在1gcm-3左右，僅為鋁的左右，僅為鋁的1/3和鋼鐵的和鋼鐵的1/6左右。左右。少數(shù)聚合物密度較大，如聚氯乙烯為少數(shù)聚合物密度較大，如聚氯乙烯為1.4gcm-3，聚四氟乙烯為，聚四氟乙烯為2.2gcm-3，仍

14、比金屬和陶瓷輕。，仍比金屬和陶瓷輕。 一些聚烯烴塑料如聚乙烯、聚丙烯塑料的密度都小于一些聚烯烴塑料如聚乙烯、聚丙烯塑料的密度都小于1gcm-3，能浮在水面上。能浮在水面上。將聚合物制成泡沫塑料，其密度可低至將聚合物制成泡沫塑料，其密度可低至0.02gcm-3左右。左右。 對要求減輕自重的車、船、飛機(jī)等具有重要意義！對要求減輕自重的車、船、飛機(jī)等具有重要意義！ 2 2）比強(qiáng)度高）比強(qiáng)度高 高分子復(fù)合材料的比強(qiáng)度比鋼鐵等金屬大高分子復(fù)合材料的比強(qiáng)度比鋼鐵等金屬大1 12 2個數(shù)量級，個數(shù)量級，用來制造衛(wèi)星和火箭，可使其發(fā)射質(zhì)量大大減輕。用來制造衛(wèi)星和火箭，可使其發(fā)射質(zhì)量大大減輕。3 3）耐腐蝕性好

15、）耐腐蝕性好 對酸、堿等化學(xué)藥品具有良好的抵抗能力。對酸、堿等化學(xué)藥品具有良好的抵抗能力。4 4）電絕緣性高）電絕緣性高 超過玻璃和陶瓷。超過玻璃和陶瓷。5 5）減振消音性）減振消音性 摩擦系數(shù)低，自潤滑性好，阻尼性突出。摩擦系數(shù)低，自潤滑性好，阻尼性突出。6 6）加工性能好）加工性能好 加工成型可在幾分鐘內(nèi)完成。加工成型可在幾分鐘內(nèi)完成。用不同的飛行器發(fā)射用不同的飛行器發(fā)射1kg1kg重量所需費(fèi)用重量所需費(fèi)用 飛行器飛行器費(fèi)用費(fèi)用/ /美元美元飛行器飛行器費(fèi)用費(fèi)用/ /美元美元小型民用機(jī)小型民用機(jī)40戰(zhàn)斗機(jī)戰(zhàn)斗機(jī)450直升機(jī)直升機(jī)100超音速運(yùn)輸機(jī)超音速運(yùn)輸機(jī)1000運(yùn)輸機(jī)運(yùn)輸機(jī)150表層軌

16、道衛(wèi)星表層軌道衛(wèi)星2000商業(yè)飛機(jī)商業(yè)飛機(jī)200同步軌道衛(wèi)星同步軌道衛(wèi)星20000波音波音747450宇宙飛船宇宙飛船30000塑料在航空和宇航工業(yè)中的應(yīng)用塑料在航空和宇航工業(yè)中的應(yīng)用 塑料在軍事上的應(yīng)用塑料在軍事上的應(yīng)用 輕武器輕武器 用塑料代替金屬，可制備彈盒、瞄準(zhǔn)器、甚至槍管等部件。由于在用塑料代替金屬，可制備彈盒、瞄準(zhǔn)器、甚至槍管等部件。由于在半自動步槍和輕機(jī)槍中大量使用塑料，使武器的半自動步槍和輕機(jī)槍中大量使用塑料，使武器的重量減輕重量減輕30%。 用塑料代替木材，可制備槍械中的護(hù)木、把手等構(gòu)件。使槍械的用塑料代替木材，可制備槍械中的護(hù)木、把手等構(gòu)件。使槍械的耐耐熱性熱性得到很大的改

17、善，塑制的槍托速射得到很大的改善，塑制的槍托速射5000發(fā)也不出現(xiàn)炭化現(xiàn)象。發(fā)也不出現(xiàn)炭化現(xiàn)象。趨勢：制備全塑武器趨勢：制備全塑武器 塑料還可用于制備彈藥。塑料子彈不僅節(jié)約了大量有色金屬，而且塑料還可用于制備彈藥。塑料子彈不僅節(jié)約了大量有色金屬，而且使子彈從槍膛射出的速度提高使子彈從槍膛射出的速度提高30%左右，瞄準(zhǔn)精度大為提高。左右，瞄準(zhǔn)精度大為提高。 重武器重武器 工程塑料和樹脂基復(fù)合材料在坦克和裝甲車的裝甲防護(hù)和結(jié)構(gòu)件，工程塑料和樹脂基復(fù)合材料在坦克和裝甲車的裝甲防護(hù)和結(jié)構(gòu)件，使坦克和火炮的重量大幅度下降，而裝甲的防彈能力卻大為提高。使坦克和火炮的重量大幅度下降，而裝甲的防彈能力卻大為提

18、高。 缺點(diǎn)缺點(diǎn)：1.1.耐熱性不高，一般最高使用溫度不超過耐熱性不高，一般最高使用溫度不超過300300；2.2.易變形：機(jī)械強(qiáng)度不是特別高，常溫下長期承受載荷也會形易變形：機(jī)械強(qiáng)度不是特別高，常溫下長期承受載荷也會形變（冷流，蠕變）變（冷流，蠕變）3.3.不耐老化，影響其使用壽命不耐老化，影響其使用壽命4.4.易燃易燃5.5.原料來源受石油資源短缺的威脅原料來源受石油資源短缺的威脅 塑料材料性能表征與測試塑料材料性能表征與測試 1）物理性能物理性能吸水（濕）性吸水（濕）性：高分子材料在水蒸汽或含水蒸汽的空氣中長高分子材料在水蒸汽或含水蒸汽的空氣中長期放置，水分進(jìn)入物質(zhì)并逐漸達(dá)到平衡的現(xiàn)象稱為

19、吸濕。期放置，水分進(jìn)入物質(zhì)并逐漸達(dá)到平衡的現(xiàn)象稱為吸濕。 將規(guī)定尺寸的試樣浸入規(guī)定溫度（將規(guī)定尺寸的試樣浸入規(guī)定溫度（252）的蒸餾水中，）的蒸餾水中，經(jīng)經(jīng)24h測定其吸水量。測定其吸水量。透濕性：透濕性：膜材料透過水蒸汽的性能。膜材料透過水蒸汽的性能。 規(guī)定溫度下，試樣兩側(cè)保持一定的蒸汽壓差，測試通過規(guī)定溫度下，試樣兩側(cè)保持一定的蒸汽壓差，測試通過試樣的蒸汽量。試樣的蒸汽量。(GB1037-88)透氣性：透氣性：膜材料透過氣體的性能。膜材料透過氣體的性能。 規(guī)定溫度下，試樣兩側(cè)保持一定的氣體壓差，測試低壓規(guī)定溫度下，試樣兩側(cè)保持一定的氣體壓差，測試低壓側(cè)的氣體壓力變化。側(cè)的氣體壓力變化。2）

20、機(jī)械力學(xué)性能機(jī)械力學(xué)性能應(yīng)力與應(yīng)變應(yīng)力與應(yīng)變： 當(dāng)材料受到對等外力作用時，不發(fā)生慣性位移，而幾何當(dāng)材料受到對等外力作用時，不發(fā)生慣性位移，而幾何形狀和尺寸發(fā)生變化，叫形狀和尺寸發(fā)生變化，叫形變形變或或應(yīng)變應(yīng)變。 發(fā)生應(yīng)變時材料內(nèi)部微觀粒子之間會發(fā)生位移，產(chǎn)生對發(fā)生應(yīng)變時材料內(nèi)部微觀粒子之間會發(fā)生位移，產(chǎn)生對抗外力的內(nèi)力，叫抗外力的內(nèi)力，叫應(yīng)力應(yīng)力。其大小等于外力，方向與外力相反。其大小等于外力，方向與外力相反。應(yīng)力分布于材料內(nèi)部的每一個質(zhì)點(diǎn)，但并非平均分布。應(yīng)力分布于材料內(nèi)部的每一個質(zhì)點(diǎn)，但并非平均分布。強(qiáng)度強(qiáng)度：材料在靜態(tài)載荷作用下，抵抗破壞：材料在靜態(tài)載荷作用下，抵抗破壞(過量塑性變形或斷

21、過量塑性變形或斷裂裂)的性能。依載荷的作用方式不同，分為拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)的性能。依載荷的作用方式不同，分為拉伸強(qiáng)度、壓縮強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等。度、彎曲強(qiáng)度、剪切強(qiáng)度等。模量：模量：材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比，表示材料抵抗形材料在受力狀態(tài)下應(yīng)力與應(yīng)變之比，表示材料抵抗形變的能力，是材料變的能力，是材料剛性剛性的表征，模量越大，材料剛性越大。的表征，模量越大，材料剛性越大。拉伸應(yīng)力拉伸應(yīng)力：材料受到一對方向相反、力圖使材料分離、并作用：材料受到一對方向相反、力圖使材料分離、并作用于同一直線上的外力時所產(chǎn)生的應(yīng)力。此時所產(chǎn)生的形變叫于同一直線上的外力時所產(chǎn)生的應(yīng)力。此時所產(chǎn)生的形變叫拉拉伸

22、應(yīng)變伸應(yīng)變。拉伸強(qiáng)度（抗張強(qiáng)度拉伸強(qiáng)度（抗張強(qiáng)度tensile strength）：）：在規(guī)定的溫度、濕在規(guī)定的溫度、濕度、加載速度下，在標(biāo)準(zhǔn)試樣上沿軸向施加靜態(tài)拉伸力，試樣度、加載速度下，在標(biāo)準(zhǔn)試樣上沿軸向施加靜態(tài)拉伸力，試樣被拉斷為止，試樣單位面積能承受的最大載荷。對于小分子材被拉斷為止，試樣單位面積能承受的最大載荷。對于小分子材料來說就是分子間相互吸引力，對于聚合物來說是分子間力和料來說就是分子間相互吸引力，對于聚合物來說是分子間力和鍵和力的合力。鍵和力的合力。斷裂伸長率斷裂伸長率(breaking elongation):試樣在外力作用下被拉斷試樣在外力作用下被拉斷時的最大伸長率。表示

23、材料時的最大伸長率。表示材料韌性韌性和和可變形能力可變形能力的大小。的大小。彈性（楊氏）模量彈性（楊氏）模量(elastic modulus)：應(yīng)力：應(yīng)力-應(yīng)變曲線初始線應(yīng)變曲線初始線性部分單位應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力，即性部分單位應(yīng)變所對應(yīng)的應(yīng)力，即E=/。壓縮強(qiáng)度（壓縮強(qiáng)度（compressive strength）：試樣在靜態(tài)壓縮載荷：試樣在靜態(tài)壓縮載荷下破壞或產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時，單位面積所受的載荷。下破壞或產(chǎn)生屈服現(xiàn)象時，單位面積所受的載荷。彎曲強(qiáng)度彎曲強(qiáng)度(bending strength)：試樣在靜態(tài)彎曲載荷下破壞或：試樣在靜態(tài)彎曲載荷下破壞或達(dá)到規(guī)定撓度時，單位面積所受的載荷。達(dá)到規(guī)定撓度時

24、，單位面積所受的載荷。沖擊強(qiáng)度沖擊強(qiáng)度(impact strength)：標(biāo)準(zhǔn)試樣斷裂時單位面積上所需：標(biāo)準(zhǔn)試樣斷裂時單位面積上所需的能量，表征材料在高速沖擊狀態(tài)下的韌性或抗斷裂的能力，的能量，表征材料在高速沖擊狀態(tài)下的韌性或抗斷裂的能力，也稱也稱沖擊韌性沖擊韌性。 沖擊強(qiáng)度的測定常用簡支梁式或懸臂梁式?jīng)_擊機(jī)沖擊強(qiáng)度的測定常用簡支梁式或懸臂梁式?jīng)_擊機(jī) ，前者可用有缺，前者可用有缺口和無缺口兩種試樣，后者用有缺口試樣?？诤蜔o缺口兩種試樣，后者用有缺口試樣。(GB1943-2007) 沖擊強(qiáng)度取決于材料受到?jīng)_擊的瞬時應(yīng)力是否能迅速分散沖擊強(qiáng)度取決于材料受到?jīng)_擊的瞬時應(yīng)力是否能迅速分散。多數(shù)。多數(shù)塑

25、料在塑料在Tg以下使用，因鏈段不能運(yùn)動，應(yīng)力無法傳遞與消除，易在以下使用，因鏈段不能運(yùn)動，應(yīng)力無法傳遞與消除，易在材料薄弱部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而使材料斷裂，所以沖擊強(qiáng)度不高。如材料薄弱部位產(chǎn)生應(yīng)力集中而使材料斷裂，所以沖擊強(qiáng)度不高。如聚苯乙烯。聚苯乙烯。 疲勞疲勞:剛性材料在交變應(yīng)力的長期作用下，在低于靜態(tài)強(qiáng)度下發(fā)剛性材料在交變應(yīng)力的長期作用下，在低于靜態(tài)強(qiáng)度下發(fā)生破壞或失效的現(xiàn)象。疲勞現(xiàn)象多是由微裂紋的發(fā)展而引起的。生破壞或失效的現(xiàn)象。疲勞現(xiàn)象多是由微裂紋的發(fā)展而引起的。 疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度(fatigue strength) ：達(dá)到材料破壞時的受載應(yīng)力的極：達(dá)到材料破壞時的受載應(yīng)力的極大值（振幅

26、）。大值（振幅）。 有些高聚物的抗拉、抗彎強(qiáng)度較接近，但疲勞強(qiáng)度卻有成倍有些高聚物的抗拉、抗彎強(qiáng)度較接近，但疲勞強(qiáng)度卻有成倍差異。因此在設(shè)計受振動的零件時，首先應(yīng)考慮差異。因此在設(shè)計受振動的零件時，首先應(yīng)考慮疲勞強(qiáng)度疲勞強(qiáng)度。 疲勞強(qiáng)度與靜態(tài)強(qiáng)度比值：熱塑性聚合物約疲勞強(qiáng)度與靜態(tài)強(qiáng)度比值：熱塑性聚合物約1/4，增強(qiáng)塑料稍，增強(qiáng)塑料稍高，高，POM、PTFE可達(dá)可達(dá)0.40.5。硬度硬度(hardness)：材料抵抗壓力產(chǎn)生形變的性能。材料抵抗壓力產(chǎn)生形變的性能。v硬度是材料軟硬程度的定量反映，是體積模量的另一表現(xiàn)形式。硬度是材料軟硬程度的定量反映，是體積模量的另一表現(xiàn)形式。v熱固性塑料固化程度

27、越高，硬度越大，所以硬度也是衡量固化熱固性塑料固化程度越高，硬度越大，所以硬度也是衡量固化程度的指標(biāo)。程度的指標(biāo)。v常用測試和表示方法包括壓痕硬度常用測試和表示方法包括壓痕硬度 (indentation hardness),洛洛氏硬度氏硬度(Rockwell ),布氏硬度布氏硬度(Brinell ),邵氏硬度邵氏硬度(Shore ),巴克爾氏硬度巴克爾氏硬度(Barcol )等。等。磨耗（磨耗（abrasion）：）：材料在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，經(jīng)一定時間或材料在規(guī)定的實(shí)驗(yàn)條件下，經(jīng)一定時間或距離摩擦后損失的量。距離摩擦后損失的量。v摩擦系數(shù)摩擦系數(shù)(friction coefficient)小、

28、硬度大的塑料磨耗小。小、硬度大的塑料磨耗小。v磨耗大小與負(fù)荷大小、接觸面積、表面結(jié)構(gòu)、滑動速度、溫度、磨耗大小與負(fù)荷大小、接觸面積、表面結(jié)構(gòu)、滑動速度、溫度、是否使用潤滑劑有關(guān)。是否使用潤滑劑有關(guān)。v某些塑料材料受到摩擦?xí)诒砻嫘纬梢恍┲旅艿哪?，來降低表某些塑料材料受到摩擦?xí)诒砻嫘纬梢恍┲旅艿哪?，來降低表面摩擦系?shù)，稱自潤滑性面摩擦系數(shù)，稱自潤滑性3）熱性能熱性能導(dǎo)熱系數(shù)導(dǎo)熱系數(shù)Thermal conductivity：表征材料的熱傳導(dǎo)性表征材料的熱傳導(dǎo)性(絕熱性絕熱性)。比熱比熱Specific heat：聚合物的比熱高于金屬和無機(jī)材料聚合物的比熱高于金屬和無機(jī)材料。熔融熱熔融熱Heat

29、of fusion：聚合物的熔融熱高于金屬和無機(jī)材料。聚合物的熔融熱高于金屬和無機(jī)材料。 聚合物聚合物導(dǎo)熱系數(shù)低導(dǎo)熱系數(shù)低、比熱和熔融熱高比熱和熔融熱高，宜用作太空艙耐燒蝕材料，宜用作太空艙耐燒蝕材料熱膨脹系數(shù)熱膨脹系數(shù)Coefficient of thermal expansion：t 線線/體膨脹系數(shù)體膨脹系數(shù)熱穩(wěn)定性熱穩(wěn)定性Thermal stability：高聚物受熱時，由于發(fā)生化學(xué)變化從高聚物受熱時，由于發(fā)生化學(xué)變化從而引起了材料性能變壞的情況。而引起了材料性能變壞的情況。 常以常以Td表征。表征。耐熱性耐熱性Heat resistance：高聚物在一定載荷作用下受熱時的變形高聚物在

30、一定載荷作用下受熱時的變形性。性。 馬丁耐熱溫度馬丁耐熱溫度：在馬丁耐熱烘箱內(nèi)，升溫速度在馬丁耐熱烘箱內(nèi)，升溫速度50/h，彎曲應(yīng)，彎曲應(yīng)力力50kg/cm2時，標(biāo)準(zhǔn)試樣條彎曲，指示器讀數(shù)下降時，標(biāo)準(zhǔn)試樣條彎曲，指示器讀數(shù)下降mm時所對時所對應(yīng)的溫度。應(yīng)的溫度。 維卡軟化點(diǎn)維卡軟化點(diǎn)(Vicat Softening Temperature)：聚合物的試樣于液聚合物的試樣于液體傳熱介質(zhì)中，在一定的載荷、一定的等速升溫條件下，被體傳熱介質(zhì)中，在一定的載荷、一定的等速升溫條件下，被1m的壓針壓入的壓針壓入1mm深度時的溫度。深度時的溫度。 熱變形溫度熱變形溫度(Heat Distortion Tem

31、perature)：在按規(guī)定速率升溫在按規(guī)定速率升溫的液體介質(zhì)內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)塑料試樣在規(guī)定簡支梁靜彎曲應(yīng)力作用下達(dá)的液體介質(zhì)內(nèi)，標(biāo)準(zhǔn)塑料試樣在規(guī)定簡支梁靜彎曲應(yīng)力作用下達(dá)到規(guī)定撓度到規(guī)定撓度(0.254 mm)時所對應(yīng)的溫度。時所對應(yīng)的溫度。HDT值愈高，聚合物耐值愈高，聚合物耐熱性愈好。熱性愈好。 高聚物的耐熱性與高聚物的耐熱性與Tg 、Tf或或Tm有關(guān)有關(guān) ，因此，因此Tg、Tf (Tm)亦為表征亦為表征高聚物耐熱性的參數(shù)。高聚物耐熱性的參數(shù)。4）電性能電性能介電性質(zhì)導(dǎo)電性質(zhì)擊穿現(xiàn)象靜電現(xiàn)象弱電場交變電場強(qiáng)電場聚合物表面4）電性能電性能表面電阻系數(shù)：表面電阻系數(shù)：電流沿材料表面流動時所受的阻力。

32、電流沿材料表面流動時所受的阻力。體積電阻系數(shù)：體積電阻系數(shù)：電流流過材料體內(nèi)所受的阻力。電流流過材料體內(nèi)所受的阻力。電阻系數(shù)越大，電絕緣性越好。電阻系數(shù)越大，電絕緣性越好。介電常數(shù)介電常數(shù) :在電容器中分別以某一材料和空氣（或真空）為在電容器中分別以某一材料和空氣（或真空）為介質(zhì)測得的兩電容值之比。反映了電介質(zhì)儲存電能的能力和介質(zhì)測得的兩電容值之比。反映了電介質(zhì)儲存電能的能力和絕緣能力的大小。非極性聚合物絕緣能力的大小。非極性聚合物在在2左右，左右，極性聚合物極性聚合物在在39。介電損耗介電損耗：電介質(zhì)在交變電場中消耗一部分電能，使介質(zhì)本：電介質(zhì)在交變電場中消耗一部分電能，使介質(zhì)本身發(fā)熱的現(xiàn)象

33、。聚合物分子極性越大，則介電損耗越大。對身發(fā)熱的現(xiàn)象。聚合物分子極性越大，則介電損耗越大。對非極性高聚物來說，雜質(zhì)是引起介電損耗的主要原因非極性高聚物來說，雜質(zhì)是引起介電損耗的主要原因 。制造高容量電容器宜選用制造高容量電容器宜選用介電常數(shù)大介電常數(shù)大而而介電損耗小介電損耗小的高分子材料。的高分子材料。介電強(qiáng)度介電強(qiáng)度：當(dāng)電場強(qiáng)度超過某一臨界值時電介質(zhì)就喪失絕緣：當(dāng)電場強(qiáng)度超過某一臨界值時電介質(zhì)就喪失絕緣性能，稱為電擊穿。此時的電壓為擊穿電壓。擊穿電壓與電性能，稱為電擊穿。此時的電壓為擊穿電壓。擊穿電壓與電介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場強(qiáng)度，簡稱介電強(qiáng)度。聚合物的介質(zhì)厚度之比稱為擊穿電場強(qiáng)度，簡稱介

34、電強(qiáng)度。聚合物的介電強(qiáng)度一般在介電強(qiáng)度一般在100兆伏兆伏/米左右。米左右。電暈現(xiàn)象電暈現(xiàn)象：帶電體表面在氣體或液體介質(zhì)中局部放電的現(xiàn)象，：帶電體表面在氣體或液體介質(zhì)中局部放電的現(xiàn)象，常發(fā)生在不均勻電場中電場強(qiáng)度很高的區(qū)域（如高壓導(dǎo)線的常發(fā)生在不均勻電場中電場強(qiáng)度很高的區(qū)域（如高壓導(dǎo)線的周圍，帶電體的尖端附近）。其特點(diǎn)為：出現(xiàn)與日暈相似的周圍，帶電體的尖端附近）。其特點(diǎn)為：出現(xiàn)與日暈相似的光層，發(fā)出嗤嗤的聲音，產(chǎn)生臭氧、氧化氮等。光層，發(fā)出嗤嗤的聲音，產(chǎn)生臭氧、氧化氮等。耐電暈性：指的是絕緣材料經(jīng)受電暈放電作用能夠抵抗質(zhì)量下降的性質(zhì)對于應(yīng)用于高電場作用下的絕緣材料，耐電暈性的高低比介電強(qiáng)度的大小更有意義，因?yàn)樵S多絕緣材料的介電強(qiáng)度可能差別不大，而耐電暈性卻有成千上萬倍的差別耐電弧性耐電弧性：塑料材料抵抗由高壓電弧作用引起變質(zhì)的能力，：塑料材料抵抗由高壓電弧作用引起變質(zhì)的能力，通常用標(biāo)準(zhǔn)電弧焰在材料表面引起炭化至表面導(dǎo)電而電弧消通常用標(biāo)準(zhǔn)電弧焰在材料表面引起炭化至表面導(dǎo)電而電弧消失所需時間表示，單位是秒。失所需時間表示，單位是秒。耐電弧性對用于高壓開關(guān)或低壓大電流開關(guān)的絕緣材料有重耐電弧性對用于高壓開關(guān)或低壓大電流開關(guān)的絕緣材料有重要意義，因?yàn)樵陂_關(guān)啟閉時常會受到電弧作用，