斷裂伸長(zhǎng)率的真正意義

1、斷裂伸長(zhǎng)率的概念及測(cè)試要素國(guó)家塑料行業(yè)研究所如 PPAW564的材料性能：性能項(xiàng)目試驗(yàn)條件 狀態(tài) 測(cè)試方法測(cè)試數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)單位基本性熔體流動(dòng)速率-ASTM D-12389g/10min能密度-ASTM D-1505g/cm 3屈服強(qiáng)度-ASTM D-638260kg/cm 2斷裂強(qiáng)度-ASTM D-638240kg/cm 2機(jī)械性斷裂伸長(zhǎng)率-ASTM D-638250%能彎曲模量-ASTM D-79014,000kg/cm 2艾氏沖擊強(qiáng)度23ASTM D-2569kg-cm/cm艾氏沖擊強(qiáng)度-20 ASTM D-2565kg-cm/cm其中斷裂伸長(zhǎng)率 250%，低溫切口沖擊強(qiáng)度 5kg-cm/cm

2、，用在洗衣機(jī)滾筒里面的，而用在保險(xiǎn)杠的 PC/PBT中有高抗沖的，但斷裂伸長(zhǎng)率卻沒(méi)有那么高。這兩種材料中，為什么 PP料中的時(shí)候要那么高的斷裂伸長(zhǎng)率，這是為什么的呢？PC/PBT中的呢？沖擊強(qiáng)度可以看做單位截面破壞時(shí)消耗的能量。撇開面積因素，我們考察能量。能量 =力×距離。力是強(qiáng)度因素，就是應(yīng)力；距離就是形變因素，比如斷裂伸長(zhǎng)率什么的。這樣，一個(gè)沖擊強(qiáng)度高的材料，它可能是強(qiáng)度因素顯著（拉伸強(qiáng)度大），而斷裂伸長(zhǎng)率中等或小。所以說(shuō)，一個(gè)沖擊高的材料，斷裂伸長(zhǎng)率可能不大。斷裂伸長(zhǎng)率是大是小，取決于基體樹脂分子鏈的柔性。象 PE、PP的分子鏈都是柔性分子，斷裂伸長(zhǎng)率都是 500 以上，當(dāng)然如

3、果加入很多粒徑細(xì)的滑石粉，聚合物分子會(huì)受到填料對(duì)其構(gòu)象變化的限制，從而導(dǎo)致伸長(zhǎng)率降低至幾十個(gè)。玻纖增強(qiáng)PP的伸長(zhǎng)率常有幾個(gè)。PC/PBT這種材料，韌性可以較高，也是高抗沖材料，但是PC、PBT都是分子鏈比較剛性的材料，形變率并不大。所以，沖擊強(qiáng)度和斷裂伸長(zhǎng)率不是簡(jiǎn)單的正比關(guān)系，只有兩種材料的結(jié)構(gòu)類似時(shí)才可以通過(guò)沖擊強(qiáng)度比較斷裂伸長(zhǎng)率。說(shuō)斷裂伸長(zhǎng)率，我覺(jué)得用分子量，和聚合度這些表示相關(guān)性更加好應(yīng)該還跟聚集態(tài)結(jié)構(gòu)，共混體系的相結(jié)構(gòu)有關(guān)。斷裂伸長(zhǎng)率與分子量、聚集態(tài)、相結(jié)構(gòu)多少也是有關(guān)系的，但是從根本上講，還是與大分子柔性有關(guān)。下面以PP為例說(shuō)明。與分子量有關(guān)，但是大分子柔性已經(jīng)考慮了分子量因素，分子

4、量大的分子柔性大。就像一塊小的鋼板，你很難使其變形，但是大的鋼板自己都忽悠忽悠的，這是尺度變大其剛度下降的類比例子。身材苗條的姑娘顯得婀娜多姿也是同樣道理。聚集態(tài)也包含在分子柔性里。結(jié)晶PP與非晶 PP（熔體急冷可得），盡管結(jié)晶PP 的分子鏈柔性下降，但是由于其在拉伸時(shí)構(gòu)象變化可逆，仍然可以看成分子柔性相同，這時(shí)結(jié)晶不結(jié)晶不會(huì)影響其斷裂伸長(zhǎng)率的。取向態(tài)的PP，如 BOPP，斷裂伸長(zhǎng)率很小，這時(shí)它的分子剛性也很大，它繃直了以后缺乏了柔性。多相體系方面，PP與 PPGF，這兩個(gè)材料的斷裂伸長(zhǎng)率有很大差別。這是聚集態(tài)不同造成的，但其本質(zhì)就是 GF限制了 PP分子鏈的運(yùn)動(dòng)性，使 PP柔性下降。最后一個(gè)

5、非 PP體系 -PVC。硬 PV C 沒(méi)有或很少增塑劑， PVC分子之間范德華力很大，分子鏈構(gòu)象受限，分子鏈柔性差，所以斷裂伸長(zhǎng)率只有數(shù)十個(gè)。增塑后的軟PVC，則因增塑劑的加入 “隔離” 了 PVC分子鏈之間的范德華力作用，PVC分子鏈互相牽制受限的狀態(tài)被解除（不是完全解除），PVC分子鏈柔性大大提高，于是斷裂伸長(zhǎng)率增大到100-500%。這些事例充分說(shuō)明，無(wú)論是基體樹脂的聚集態(tài)，還是塑料的多相結(jié)構(gòu)，其斷裂伸長(zhǎng)率的根本影響因素都可以歸結(jié)為分子鏈的柔性。為什么分子鏈的柔性會(huì)決定斷裂伸長(zhǎng)率呢？因?yàn)槔熳冃蔚倪^(guò)程本質(zhì)上就是一個(gè)“消耗”高分子鏈柔性（構(gòu)象變化能力）的過(guò)程。相關(guān)測(cè)試要素； 1，拉伸速度。塑料屬于粘彈性材料，它的應(yīng)力松弛過(guò)程與變形速率密切相關(guān)，應(yīng)力松弛需要一個(gè)時(shí)間過(guò)程。當(dāng)?shù)退倮鞎r(shí)，分子鏈來(lái)得及位移重排，呈現(xiàn)韌性行為，則出現(xiàn)為；拉力強(qiáng)度減少，而斷裂伸長(zhǎng)率增大。高速拉伸時(shí)，高分子鏈段的運(yùn)動(dòng)跟不上歪理作用的速度，呈現(xiàn)脆性行為，則出現(xiàn)為；拉伸強(qiáng)度增加，斷裂伸長(zhǎng)率減少。 所以不同品種的塑料拉伸速度的敏感程度不同。硬而脆的塑料對(duì)拉伸比較敏感，一般采用較低拉伸速度，韌性對(duì)拉伸速度敏