**部分：塑料性能與解析

一、機械力學性能

1.密度與比重

塑料的比重是在一定的溫度下,秤量試樣的重量與同體積水的重量之比值,單位為g/cm3,常用液體浮力法作測定方法.

在質(zhì)量相同的條件下，密度越輕，根據(jù)ρ=m/V，比重越小，在等體積，價格相同的情況下，比重越小的材料可以制造的產(chǎn)品越多，單個產(chǎn)品的材料成本也就越低，而且可以減少產(chǎn)品的重量，節(jié)省運輸?shù)荣M用。所以，比重是非常重要的屬性。特別是在塑料代替金屬等材料的時候，是特別大的一個優(yōu)勢。

2. 拉伸/彎曲

在拉伸性能的測試中，通常的測試項目為拉伸應(yīng)力、拉伸強度、拉伸屈服強度、斷裂伸長率、拉伸彈性模量，彎曲模量/彎曲強度等。

拉伸測試：測定高聚物材料的基本物性，對材料施加應(yīng)力后，測出變形量，求出應(yīng)力，應(yīng)力應(yīng)變曲線是*普通的方法。將樣條的兩端用器具固定好，施加軸方向的拉伸荷重，直到遭破壞時的應(yīng)力與扭曲。

彈性模量：E=( F/S)/(dL/L)（材料在彈性變形階段，其應(yīng)力和應(yīng)變成正比例關(guān)系）彈性模量”是描述物質(zhì)彈性的一個物理量，是一個總稱，包括“楊氏模量”、“剪切模量”、“體積模量”等。

彈性模量的意義：彈性模量是工程材料重要的性能參數(shù)，從宏觀角度來說，彈性模量是衡量物體抵抗彈性變形能力大小的尺度，從微觀角度來說，則是原子、離子或分子之間鍵合強度的反應(yīng)。

強度：材料在載荷作用下抵抗塑性變形或被破壞的*大能力。

屈服強度：材料發(fā)生明顯塑性變形的抗力

拉伸強度：在拉伸試驗中，試樣直至斷裂為止所承受的*大拉伸應(yīng)力。

拉伸應(yīng)力：試樣在計量標距范圍內(nèi)，單位初始橫截面上承受的拉伸負荷。

拉伸斷裂應(yīng)力：σｔ－εｔ曲線上斷裂時的應(yīng)力。

拉伸屈服應(yīng)力：σｔ－εｔ曲線上屈服點處的應(yīng)力。

斷裂伸長率：試樣斷裂時，標線間距離的增加量與初始標距之比。

屈服點：σｔ－εｔ曲線上σｔ不隨εｔ增加的初始點。

注：

E越大，說明材料越硬，相反則越軟；

σb或σy越大，說材料越強，相反則越弱；

εb或S越大，說明材料越韌，相反則越脆

3.沖擊

定義：擺錘打擊簡支梁試樣的中部，使試樣受到?jīng)_擊而斷裂，試樣斷裂時單位面積或單位寬度所消耗的沖擊功即為沖擊強度。

意義：沖擊韌性是描述高分子材料在高速碰擊下所呈現(xiàn)的堅韌程度，或抗斷裂能力。一般來說，沖擊韌性包括兩個方面：受沖擊后的變形能力以及扛斷裂能力，前者一般用斷裂伸長率表示，而后者一般用沖擊強度來表示。

沖擊強度計算公式： E=A/bd

A：表示沖動時所消耗的功 ；b/d分別表示受沖擊部位的寬和厚；E即為沖擊強度

沖斷試樣所消耗的功一般分為以下幾個方面：

· 使試樣產(chǎn)生破裂的裂紋

· 使其中某些裂紋發(fā)展貫穿整個試樣而斷開

· 使裂紋附近的聚合物發(fā)生形變

· 使斷開的試樣片段飛出去

· 少量的克服空氣阻力以及機械零件之間的摩擦力

注：一般來說，在被破壞前所吸收的沖擊能越大，斷裂伸長也越大，材料的沖擊韌性越好。

4. 洛氏/邵氏硬度

定義：材料抵抗其他較硬物體壓入其表面的能力。

目的：測量材料的適用性，間接了解材料的磨擦性能、拉伸性能、固化程度等力學性能

常用的硬度測試方法：邵氏硬度、洛氏硬度，硬度體現(xiàn)的是產(chǎn)品的堅硬程度。在施加荷重的狀態(tài)下，測定堅硬的圓珠凹陷時的抗衡性的實驗。如果塑料中膠含量較多的話，沖擊強度將會增加，但硬度會下降。

5.撕裂強度

撕裂力Ft：撕裂試樣所需的平均力或**力。

撕裂強度：若已知試樣的厚度為d mm,則撕裂強度為撕裂力和厚度的比值Ft /d。GB和ISO多用F/d作撕裂強度，但ASTMD1004(塑料片材)以F作撕裂強度，ASTM D624(橡膠)則以F/d作撕裂強度。

6.塑料粘度

是指塑料熔融流動時大分子之間相互摩擦系數(shù)的大小。它是塑料熔融流動性高低的反映，即粘度越大，熔體粘性越強，流動性越差，加工越困難，同時也是聚合物分子量大小的一個測評方法。塑料粘度的大小與塑料熔融指數(shù)大小成反比。塑料粘度隨塑料本身特性，外界溫度，壓力等條件變化而變化。