高聚物的断裂与强度

20系 pb02206271 罗俊

从使用观点来看，与其他材料相比，高聚物材料的最大优点是其内在的韧性，例如，当我们用同样重量的高度取向的等规立构聚丙烯长丝制成的绳子和钢丝来吊物体，测两者所能承受的最大负重，试验结果表明高度取向的等规立构聚丙烯长丝制成的绳子的最大负重是钢丝的将近三倍。高聚物的韧性是指其在断裂前所能吸收的大量的能量，但因加载方式、温度、应变速率、式样形状和大小等的改变，高聚物材料的韧性会变坏，甚至以脆性形式断裂，高聚物被损，应尽力避免。所以对高聚物断裂及强度的研究是很有必要的，我们也应学好这部分。

一.高聚物的断裂

高聚物材料的破坏从本质上来讲是主链上化学键的断裂或是高分子链间相互作用力的破坏，高聚物有两种断裂形式：脆性断裂和韧性断裂。脆性断裂是由所加应力的张应力分量引起的，韧性断裂是由切应力分量引起的，而高聚物的断裂形式还取决于实际所加的应力体系和试样的几何形状，因为这些将影响试样中拉伸分量和剪切分量的相对值，例如流体静压力通常是使断裂由脆性变为韧性，尖锐的缺口在改变断裂由韧变脆方面有特别的效果。一般认为脆性断裂和塑形屈服是各自独立的过程，但实际上，两者是可以相互转变的，当温度高于样品的脆韧转变点时，样品总是韧性的，这样就可以使材料总是处于韧性状态下工作，从而避免脆性断裂。多种因素可以影响材料的脆韧转变：

1．应变速率和温度的影响。虽然断裂应力受应变速率和温度的影响不大，但屈服应力随应变速率的增大而增大，随温度增大而降低，故脆韧转变点将随应变速率增大而增大，在超低温下，几乎所有的高分子材料都是非常脆的。

2．分子量。分子量虽对屈服应力无直接影响，但它将影响断裂应力，高聚物的抗拉强度随数均分子量减小而减小，例如，分子量很小的高聚物材料，如果其玻璃化温度比环境温度高，往往特别脆，容易碎裂成强度很小的碎片。

3．支化。因为支化影响高聚物的结晶性，故不同支化强度的高聚物，其屈服应力有明显的不同，对于相同分子量的同种高聚物，支化高分子材料的缠结数比线状高分子材料少，故其破坏强度往往较小。

4．侧基。刚性侧基可增加屈服应力和断裂强度，而柔性侧基可减小屈服应力和断裂应力

5．交联。交联增加屈服应力，但对断裂应力影响不大，故脆韧转变将移向较高的温度。但对于分子量高而坚硬的高分子材料，交联几乎无太大影响，分子间的缠接和相互穿透同样可以提高强度。

6．分子取向。分子取向将使屈服应力和断裂应力在平行于单轴取向方向上增大，但在垂直于取向方向上减小，故分子取向的结果将导致材料力学性能的各向异性，又因为断裂应力比屈服应力更依赖于所加应力的方向，因此一个单轴取向高聚物的断裂行为比未取向的高聚物更像是受对称轴向应力作用的高聚物。

7．缺口。在影响高聚物脆韧转变的各种因素中，缺口的影响特别显著，尖锐的缺口可使高聚物从韧性断裂变为脆性断裂。

因此，材料脆性行为可分为：

1．Y B σσ ，材料是脆性的

2． B Y σσ3Y σ，材料在没有缺口的拉伸试验中是韧性的，而有尖锐缺口是就变为脆性

的

3． B σ3Y σ，材料即使是在有缺口的实验中也表现为韧性的，即材料总是韧性的

二.高聚物的强度

因为高聚物材料的破坏从本质上来讲是主链上化学键的断裂或是高分子链间相互作用力的破坏，所以高聚物的理论强度可以从高分子主链的化学键强度和高分子链间相互作用强度估算出来，这对于人们在实际生产中提高高聚物材料的强度及其程度估计奠定了理论基础，有重要意义。但是我们可以发现，高聚物的实际强度比理论强度小的多。因为高聚物强度的理论值是一个最大值，只有当分子的堆积完全均匀，且排布十分规整而无任何缺陷或不连续性时才得以实现，材料似应分裂成基本组成单元——分子或原子，而实际上，没有任何一种样品能使大分子链在同一个横截面上同时断裂，因分子链长度有限，各种键的键能大小不同，且结构中不可避免的存在着缺陷，故在实际中，总是许多分子间键先断裂，直到最后，应力集中于少数化学键上，才使其断裂，从而产生裂缝并在试样中进行扩展，仅断裂成很少的几块，从微观上，我们已经可以看出材料内局部应力集中对材料强度有着很大的影响。从宏观上我们也能看出局部应力集中对材料强度的影响，当存在有局部的应力集中时，在材料的这一小体积范围内，作用的应力比材料平均受到的应力大的多，即在材料内部平均应力尚未达到其理论强度前，在有应力集中的小体积内的应力已达到其断裂强度值，故材料从此点开始破坏，引起宏观的断裂。

应力集中的部分有几何的不连续性：孔，空洞，缺口，沟槽，裂纹；材料的不连续性：杂质小颗粒；载荷的不连续性：集中力，不连续的载荷分布；不连续的温度分布产生的热应力；不连续的约束产生的应力集中等。

格利菲斯根据裂纹决定了脆性材料这一假定，从能量角度建立了脆性材料强度理论，他认为断裂产生的裂纹增加了材料的表面，从而增加了材料所具有的表面能，而这表面能的增加将由材料中弹性储量的减小来提供，而且弹性储量的减小量必须大于增大材料表面所需要的表面能。因为弹性储量在材料内部是不均匀分布的，在诸如小裂纹附近附近有很大的弹性储能集中，所以在裂纹附近有较大的弹性储能来供给产生新表面所需的表面能，使材料在裂纹处先行断裂，并导致材料理论强度与实际强度之间的极大差距。另外，为了提供产生新表面所需要的能量，需要作功，因此只要当材料本身不具备内部产生的应力时，它只有在一个有限外应力的作用下才会产生断裂。该理论的不足之处是未考虑高聚物材料断裂的时间因素。

断裂的动力学理论认为材料断裂是一个松弛过程，宏观断裂是微观高分子原子键的断裂的一个热活化的过程，与时间有关，因完整的键 ≒断裂的键反应有一定的能垒，在未应变状态，完整的键比破裂的键位能低，其差值即为表面能，因此没有断键发生，材料保持着凝聚状态，但若施加应力于样品上，每个分子储藏的弹性位能将由键的断裂而释放，将有利于过程向右进行。另外，材料的寿命（从完好状态到完全断裂所需要的时间）也可根据公式

τ=⎥⎦

⎥⎢⎣⎢-RT U γστ00exp 求出，我们可以看出，外力将降低材料的活化能位垒，使寿命降低。

聚合物材料韧性增强及断裂机理研究

聚合物材料韧性增强及断裂机理研究随着科技的不断进步，工程材料的需求也不断增加。聚合物材料作为一种轻质、可定制和低成本的材料，被广泛应用于机械、化工、建筑、医学等领域。然而，由于聚合物的脆性和易断裂性，其应用受到一定限制。为了克服这些问题，人们开始研究聚合物材料的韧性增强及其断裂机理。聚合物材料的韧性增强是将其强度和塑性均衡提高的过程。其需要材料的强度和塑性同时提高，以消耗断裂时释放出的应力。聚合物材料的韧性增强可以通过多种方式实现，包括添加增韧剂、表面/界面改性、热处理等方法。添加增韧剂是一种最常见的韧性增强方式。这种方法是通过添加一种或多种高分子材料或无机纳米颗粒到聚合物基体中，来改变聚合物的力学性能。这些增韧剂可以使聚合物形成球状的颗粒或周围的相，并在断裂时增加能量吸收，从而提高材料的韧性。表面/界面改性是另一种增强材料韧性的方法，其通过改变材料表面和界面的结构，来增强材料的耐韧性和强度。这种方法可以使聚合物材料形成更好的界面结构或结合成分，从而抵抗断裂并减少其扩散。热处理是一种改变聚合物结构的方法。这种方法通过加热和冷却材料来改变其分子结构和户型，从而增强其强度和塑性。热处理还可以提高聚合物的孔隙率、减少行内缺陷和增加断裂韧性。然而，韧性增强并非唯一的问题。我们还需要了解聚合物材料的断裂机理。理解聚合物材料的断裂机理可以提高我们对材料的韧性和强度的认识，从而快速修复材料的断裂。聚合物材料的断裂机理有很多，包括晶界断裂、链断裂、分子扩散、宏观拉伸等。晶界断裂是指在晶体颗粒之间的界面处出现的断裂。晶界断裂是聚合物材料中最常见的断裂机理之一，它通常适用于低粘度聚合物材料或软聚合物材料。链断裂

6高聚物的断裂和强度-

第六章高聚物的屈服断裂和强度第一部分内容简介 §6.1 高聚物的拉伸实验和拉伸行为大多数高聚物都有屈服现象。所谓冷拉伸是高聚物在低温下(非晶态高聚物是T g以下，晶态高聚物是T m以下)被拉伸并屈服生成细颈的现象。这种现象既不完全同于玻璃化温度以上的大形变(高弹性形变或塑性形变)也不同于高温下的粘性流动，这是一种独特的力学行为。一、线性非晶高聚物伸应力－应变特性表线性非晶高聚物的应力－应变曲线各段特征

二、结晶高聚物的应力应变特性表结晶高聚物的应力－应变曲线各段特征无论是无定形高聚物，还是结晶性高聚物都能冷拉伸，但无定形高聚物在稍稍低于玻璃化温度时，最容易冷拉伸，在玻璃化温度或高于玻璃化温度时，就以不产生强颈的形式伸和。在低于玻璃化温度时非晶态高聚物是处于玻璃态的，但它在一定应力条件下竟能产生高达百分之几百的大形变。当外力除去后，大形变不回复，只有对应于应力－应变曲线起始而直线部分的形变(普弹形变)可以回复，但是只要在除去外力作用后，将冷拉的高聚物加热支玻璃化温度以上，大形变也可慢慢回复。这说明玻璃态高聚物的大形变本质上与高弹态的大形变一样，它是由于卷曲的高分子链伸直引起的形变，在玻璃化温度以下，由于链段运动被冻结，形变不右回复，当加热到链段具有足够的活动能力时，形变即可回复。这种高弹形变是在较大的外

加应力作用下产生的，因此称为强迫高弹性。强迫高弹性产生的原因是由于外力的作用减小了在作用力方向上高分子链段运动的松弛时间，使得在玻璃态被冻结的链段能超过位垒而运动，松弛时间τ与外应力σ之间有如下关系（7－5）式中?E是活化能，γ是与材料有关的常数。由式可见σ越大，τ越小，σ降低了活化能。当应力增加致使松弛时间减少到与外力作用时间同一数量级时高聚物就产生强迫高弹变形。结晶高聚物从远低于玻璃化温度度时直到熔点附近都能发生冷拉。由于冷拉使原有的结晶结构破坏，片晶也被拉开分裂成更小的结晶单元，沿着拉伸方向排列，甚至分子链从晶体中全部拉出伸直。在应力－应变曲线上出现的应变硬化，可能与分子链重新结晶有关。并不是所有有屈服点的高聚物材料都能发生冷拉伸。分子量较低的高聚物，在屈服点后就会破坏。这是由于短的分子不可能充分取向以达到防止材料破坏的程度。另外，形变速率过高，高聚物材料也无法进行冷拉伸，因为形变速度过快，分子链没有足够的时间松弛，相反会因应力集中而使材料早破坏。三、影响应力－应变特征的因素 1．温度的影响 (1)硬而脆 (2)硬而韧 (3)软而韧

08第八章__高聚物的力学强度

第八章高聚物的屈服、断裂和力学强度概述断裂——材料破碎成几块，产生新的表面。强度——材料抵抗破坏的能力。韧性——能够屈服，并在断裂前发生大形变。（换言之，材料中断裂之前吸收了大量能量。）屈服yeild——（1）材料在拉伸或压缩过程中，当应力超过弹性极限（比例极限）后，变形增加较快，材料失去了抵抗继续变形的能力。当应力达到一定值时，应力虽不增加（或在微小范围内波动），而变形却急速增长的现象，称为屈服。（2）在某应力状态下由弹性状态转变到塑性状态的现象。（3）材料发生塑性形变。（4）形变时某个位置出现“颈缩”。聚集态结构对力学性能的影响远远超过化学结构的影响。材料内部结构不均匀（晶区和非晶区、填充物、交联密度、内部应力），还有大量的缺陷（微小的空洞、裂纹）。极大地影响强度，破坏首先发生在最薄弱位置。

高聚物材料的力学性能表现还对温度和形变速率（加载速率）有强烈依赖性（松弛特性的反映）。温度低，试验速率快，表现脆性；温度高、实验速率小，表现韧性。脆性——断裂前未屈服（断裂时形变很小）韧性——断裂前屈服（断裂时形变很大）材料是脆性还是韧性不是绝对的，随着实验条件变化而变化。有很多力学性能指标和试验方法。 §8.1 等速拉伸应力-应变曲线 8.1.1 典型的等速拉伸应力-应变曲线研究材料强度和破坏的重要实验手段是测量材料的拉伸应力-应变特性。将材料制成标准试样，以规定的速度均匀拉伸，测量试样上的应力、应变的变化，直到试样破坏。常用的哑铃型标准试样如下图所示，试样中部为测试部分，标距长度为l0，初始截面积为A0。

哑铃型标准试样应力（工程应力或名义应力） 0F A σ= 应变（工程应变或名义应变） 000 l l l l l ε-?== 真应力——载荷除以真实截面积A F A σ'= 真应变—— 00ln l l dl l l l δ==? 式中，F 为载荷；A 0为试样的原始截面积；A 是试样的真实截面积；L 0为试样的原始标距长度；L 为试样变形后的长度。

聚合物的断裂

聚合物的断裂1 1.脆性断裂和韧性断裂 A.聚合物材料韧性，在断裂前能吸收大量能量。韧性不是总表现出来，由于加载方式改变（温度、湿度、速率、制件形状、尺寸）等会改变材料韧性，甚至脆断。 B.脆性在本质上总是与材料的弹性响应相关联。断裂前试样的形变是均匀的，致使试样断裂的裂缝迅速贯穿垂直于应力方向的平面。断裂试样不显示有明显的推迟形变，断裂面光滑，相应的应力-应变关系是线形的或者微微有些非线形，断裂应变值低于5%，且所需的能量也不大。 C.韧性，通常有大得多的形变，这个形变在沿着试样长度方向上可以是不均匀的，如果发生断裂，试样断面粗糙，常常显示有外延的形变，其应力-应变关系是非线形的，消耗的断裂能很大。 D.在这许多特征中，断裂面形状和断裂能是区别脆性和韧性断裂最主要的指标。 E.脆性断裂是由所加应力的张应力分量（正压力）引起的，脆性断面垂直于拉伸应力方向。韧性断裂是由切应力分量（剪切力）引起的,切变线通常在以韧性形式屈服的聚合物中被观察到。 F.所加的应力体系和试样的几何形状将决定试样中张应力分量和切应力分量的相对值，从而影响材料的断裂形式。例如，流体静压力通常可使断裂由脆性变为韧性，尖锐的缺口在改变断裂方式由韧变脆方面有特别的效果。 G.对于高分子材料，脆性和韧性还极大地依赖于实验条件，主要是温度和测试速率(应变速率)。在恒定应变速率下的应力-应变曲线随温度而变化，断裂可由低温的脆性形变变为高温的韧性形变。应变速率的影响与温度正相反。 H.材料的脆性断裂和塑性屈服是两个各自独立的过程。实验表明，在一定应变速率下，断裂应力和屈服应力与温度的关系如图8-29 (a)所示。显然，两条曲线的交点就是脆韧转变点。同样，在一定温度下，断裂应力和屈服应力与应变的关系如图（b）所示，断裂应力受温度和应变速率影响不大，而屈服应力受温度和应变速率影响很大。即屈服应力随温度增加而降低，随应变速率增加而増加。因此，脆韧转变将随应变速率増加而移向高温，即在低应变速率时是韧性的材料，高应变速率时将会发生脆性断裂。此外，材料中的缺口对其脆韧转变影响显著，尖锐的缺口可以使聚合物的断裂从韧性变为脆性。

实验4聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定

实验4聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定 1. 实验目的（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。（3）考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。 2. 实验原理拉伸试验是在规定的试验温度、试验速度和湿度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷, 直到试样被拉断为止。基本公式： L -L。 L o 式中，；伸长率即应变；二为应力；L为样品某时刻的伸长；L o为初始长度；A。为初始横截面积; F为拉伸力；E为拉伸模量。聚合物的拉伸性能可通过其应力一应变曲线来分析，典型的聚合物拉伸应力一应变曲线如图 2 —（左）所示。在应力-应变曲线上，以屈服点为界划分为两个区域。屈服点之前是弹性区，即除去应力后材料能恢复原状，并在大部分该区域内符合虎克定律。屈服点之后是塑性区，即材料产生永久性变形，不再恢复原状。根据拉伸过程中屈服点的表现，伸长率的大小以及其断裂情况，应力一应变曲线大致可分为如图2 —28 （右）所示的五种类型：①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而强；⑤硬而韧。图2 —28五种典型聚合物拉伸应力-应变曲线 1—软而弱；2—硬而脆；3—硬而强；4—软而强；5 —硬而韧本实验在不同应变速度下测定聚乙烯的应力-应变曲线。将已知长度和横截面积的样品，夹在两个夹具之间，以恒速拉伸至断裂，测定应力随伸长的变化。分析在不同应变速度时测定的数据，可以了解材料的强度、韧性及极限性能。有合适的样品架或可设法固定住的聚合物都可进行本实验。 (2—13) F (2- 14) FL。 A o(L-L。) (2 —15) 28 A o

5 高分子聚合物的强度与断裂

第五章高分子聚合物的强度与断裂聚合物具有很高的分子量，其分子运动远比低分子复杂，具有明显的松驰特征，对温度的依赖性很大。聚合物的力学性能不仅取决于分子结构，在更大程度上还取决于这些分子排列、堆砌的聚集态结构。 5.1 聚合物的基本概念 5.1.1 概述聚合物是相对分子量很大的有机化合物而言的。普通化合物的相对分子量都很小，如水（H2O）为18，石类（SiO2）为60等。相对分子量小于1000的称为低分子，高分子材料的相对分子量大于5000，有的甚至高达几十万，如聚苯乙烯由10000到30000，聚氯乙稀由20000到160000。聚合物的相对分子量虽然很大，但它是以某些简单结构单元重复连接而成，这些基本结构单元是小分子化合物，称为单体。例如，由乙烯（C2H4）单体合成聚乙烯可用图5-1表示。由于乙烯中每个分子都有一个C-C双键，通过打开每个分子的双键把许多分子聚合起来构成“聚”乙烯，这也就是聚合物一词的来源。图5-1（b）表示聚乙烯的几何结构简图，随着聚合度的提高，聚乙烯逐步由气体、液体、软蜡状体、脆性固体最后成为分子量大于10000的坚韧塑料，由低聚物转变为高聚物。图5-1 （a）打开单体乙烯的双键合成聚乙烯；（b）聚乙烯的几何结构 5.1.2 分类高分子材料可以是天然的，如纤维束、蛋白质、天然橡胶和天然树脂等；也可以是人工合成的。合成的种类更多，成为人们使用的主要材料之一。按聚合物的结构、性能和用途，可大致分为四类，其结构示意图参见图5-2。图5-2 不同结构形状的聚合物分子示意图 1、热塑性塑料即通常所称的塑料，是线型或支链型聚合物（图5-2a.b）。受热时能熔融，可使用普通成型工艺进行模制和反复模制。聚乙烯、聚氯乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚碳酸脂、聚脂、聚酰胺、聚甲醛、ABS （丙烯腊一丁二烯一苯乙烯的共聚物）等都属于此类。热塑性塑料又可分为两类：一类是冷却后能形成（部分）结晶的晶体，另一类是冷却后不结晶（即呈现非晶态或称玻璃态）的聚合物，结晶态聚合物更强列硬。 2、橡胶其大分子结构是轻度交联的（图5-2c），变形时分子的相对运动受到分子间交联的约束，防止了永

高聚物力学性能

第十三章高分子材料的力学性能（2学时） [教学要求] 掌握聚合物应力—应变曲线以及各种因素对应力—应变曲线影响、屈服现象和机理，了解银纹、剪切带的概念；掌握聚合物的强度、韧性和疲劳等概念，了解聚合物强度的影响因素、增强方法和增强机理；聚合物韧性的影响因素、增韧方法和增韧机理。 [教学重点] 介绍聚合物应力—应变曲线以及各种因素对应力—应变曲线影响；玻璃化转变温度、聚合物的强度、韧性和疲劳等概念；增韧方法和增韧机理。 [教学难点] 玻璃化转变温度的影响因素、增强方法和增强机理、聚合物韧性的影响因素和增韧机理。 [教学方法] 多媒体辅助教学，充分利用图片多媒体素材，激发学生学习兴趣。 [教学内容] §1概述 1-1 描述力学性质的基本物理量三种基本应变的模量拉伸: 杨氏模量 E (MPa)、σ-应力、ε-应变、 F-拉伸力 AO-试样原始截面积 lO-试样原始长度 Δl-伸长长度剪切: 压缩: 三种应变模量的关系对于各向同性的材料有 E = 2G (1+í) = 3B (1-2 í) 常用的几种力学强度拉伸强度σt= P/bd （最大负荷/截面积)Mpa 1 Mpa = 9.8 kg/cm 2 ≈ 10 kg/cm2 弯曲强度σf = 1.5(Plo/bd) MPa 冲击强度σi = W/bd Kg cm/cm2 1-2 高聚物力学性能的特点高弹性——高聚物特有

粘弹性——力学行为对温度和时间有强烈的依赖关系比强度特高 §2 高聚物的拉伸行为 1—1 应力σ ～应变ε曲线最常用于描述高聚物的力学性能，应力～应变曲线的形状取决于化学结构、物理结构、试验测试条件——温度、速率等典型的σ～ε曲线屈服点Y : Y前部——弹性区域 E大形变小可逆 Y后部——塑性区域 E小形变大不可逆拉伸(断裂)强度σX 屈服点Y前断裂——脆性断裂屈服点Y后断裂——韧性断裂 2 —2 玻璃态非晶高聚物的拉伸 <1>温度影响 a) T << Tg 脆性断裂、形变小 b) T < Tg 出现屈服点形变稍大 c) T < Tg 脆性断裂、形变大 d) T > Tg 进入高弹态、形变大，不出现屈服点 <2> 拉伸速率的影响拉伸速率增加，相当于温度下降，拉伸强度增加，断裂伸长率降低。 <3> 受迫高弹态有些玻璃态高聚物在大应力作用下能产生大的形变(高弹形变)；产生原因：外力使链段运动松弛时间减小。 2—3 结晶高聚物的拉伸

聚合物材料中断裂机理与性质关系研究

聚合物材料中断裂机理与性质关系研究聚合物材料是一种广泛应用于各领域的材料，其中包括塑料、橡胶、纤维等。在使用和生产过程中，聚合物材料的断裂问题一直是个难题。因此，研究聚合物材料中断裂机理与性质关系对于材料的设计和应用有着重要的意义。一、聚合物材料的断裂机理聚合物材料中断裂的机理大多是由于材料内部的缺陷、应力或者温度变化等原因引起的。根据断裂的形态和原因，可以把聚合物材料的断裂分为拉伸断裂、弯曲断裂、剪切断裂和冲击断裂等几种类型。拉伸断裂是一种最常见的断裂形式，它的发生是由于材料受到了拉伸方向的外力而造成的。研究发现，拉伸断裂的机理主要是由于材料内部存在微观缺陷和裂纹，当受到外力拉伸时，裂纹会得到扩展和增长，最终导致断裂的产生。弯曲断裂是一种在受到弯曲力作用下，材料断裂的形式。与拉伸断裂不同的是，弯曲断裂的机理是由于材料内部的应力集中或者存在裂纹等缺陷，导致断裂的产生。剪切断裂是指在材料受到剪切力作用下，由于剪切面上横向应力作用超过其承载能力而导致材料的断裂。剪切断裂的机理主要与材料的弹塑性有关，材料的弹性模量和剪切模量越高，则材料的抗剪强度也越大。冲击断裂是指在材料受到冲击力作用下，材料会迅速地破裂，并在断裂处形成比较明显的纹路。冲击断裂的机理主要是由于材料内部存在大量的缺陷和裂纹，以及受到冲击载荷时，材料会发生局部应力集中而导致的。二、聚合物材料的性质关系聚合物材料的性质是指材料的物理和化学性质，包括强度、韧性、硬度、耐磨性、耐腐蚀性等方面。这些性质的关系与材料的断裂机理密切相关：

强度：强度是材料抵抗外力破坏的能力，亦即该材料的最大承受力。一般来说，强度越高的材料，承受外力时断裂的可能性就越小。韧性：材料的韧性是指其抗断裂的能力。良好的韧性意味着材料在承受外力时，以柔韧的方式缓解应力，避免了材料的断裂。硬度：材料的硬度是指材料抵抗刮擦和磨损的能力，硬度越高的材料其受外力破坏的难度也越大。耐磨性：材料的耐磨性是指材料在之前要受到多次磨损时仍然能够维持一定的性能。耐磨性好的材料可以保护其表面避免受外力的伤害。耐腐蚀性：材料的耐腐蚀性是指材料在受到久置或在特定环境下不同程度的腐蚀时保持完好的能力。好的耐腐蚀性可以让材料在长时间内不发生变化或破裂。三、结语聚合物材料的断裂机理与性质关系是材料科学中的重要研究方向。对于聚合物材料的设计和制造，了解其断裂机理与性质关系可以尽量避免材料在使用过程中发生损坏和断裂。未来，研究聚合物材料的断裂机理、性质关系和开发新型材料将会推动聚合物材料在各领域的应用。

聚合物的屈服和断裂

第八章聚合物的屈服和断裂一、概念 1、脆性断裂与韧性断裂从应力应变曲线出发，脆性在本质上总是与材料的弹性响应相关联。断裂前试样的形变是均匀的，致使试样断裂的裂缝迅速贯穿垂直于应力方向的平面。断裂试样不显示有明显的推迟形变，断裂面光华，相应的应力应变关系是线性的或者微微有些非线性，断裂应变值低于5% ，且所需能量也不大。而所谓韧性，通常有大得多的形变，这个形变在沿着试样长度方向上可以是不均匀的，如果发生断裂，试样断面粗糙，常常显示有外延的形变，其应力应变关系是非线性的，消耗的断裂能很大。在这许多特征中，断裂面形状和断裂能是区别脆性和韧性断裂最主要的指标。对于高分子材料，还依赖于温度和测试速率。 2、杨氏模量材料的杨氏模量是指应力应变曲线起始部分的斜率。 3、断裂强度规定的温度、湿度和试验速度下，断裂前承受最大载荷与截面积的比值。 4、断裂能拉伸应力应变曲线下的面积称为断裂能，该物理量可以反映材料的拉伸断裂韧性大小，但不能反映材料的冲击韧性大小。采用特殊结构的材料试验机，能够使聚合物拉伸试验的应变速度达到冲击试验的范围，由此得出的高速拉伸下的应力-应变曲线下的面积才与冲击强度具有等效性。 5、冲击强度是衡量材料韧性的一种指标，通常定义为试样在冲击载荷的作用下折断或折裂时单位截面积所吸收的能量。 6、剪切带韧性聚合物单轴拉伸至屈服点时，可看到与拉伸方向成45°的剪切滑移变形带，有明显的双折射现象，分子链高度取向，剪切带厚度约1卩m左右，每个剪切带又由若干个细小的不规则微纤构成。 7、银纹银纹（crazing）现象是聚合物在张应力作用下，于材料某些薄弱地方出现应力集中而产生局部的塑性形变和取向，以至在材料表面或内部垂直于应力方向上出现长度为100 pm,宽度为10p m左右，厚度约为1 p m的微细凹槽的现象。由于光的折射，这些凹槽看上去是发亮的，所以成为银纹。

高分子材料拉伸强度及断裂伸长率测定

实验 1 高分子材料拉伸强度及断裂伸长率测定一、实验目的通过实验了解聚合物材料应力—应变曲线特点、试验速度对应力—应变曲线的影响、拉伸强度及断裂伸长率的意义，熟悉它们的测试方法；并通过测试应力—应变曲线来判断不同聚合物的力学性能。二、实验原理为了评价聚合物材料的力学性能，通常用等速施力下所获得的应力—应变曲线来进行描述。所谓应力是指拉伸力引起的在试样内部单位截面上产生的内力；而应变是指试样在外力作用下发生形变时，相对其原尺寸的相对形变量。不同种类聚合物有不同的应力—应变曲线。等速条件下，无定形聚合物典型的应力—应变曲线如图1 所示。图中的α点为弹性极限，σα为弹性（比例）极限强度，εα为弹性极限伸长。在α点前，应力—应变服从虎克定律：σ=?ε式中 σ——应力，MPa；ε——应变，%；Ε——弹性（杨氏）模量（曲线的斜率），MP 。曲线斜率E 反映材料的硬性。Y 称屈服点，对应的σy和εy 称屈服强度和屈服伸长。材料屈服后，可在t 点处，也可在t ′点处断裂。因而视情况，材料断裂强度可大于或小于屈服强度。εt（或εt ′）称断裂伸长率，反映材料的延伸性。从曲线的形状以及σt和εt的大小，可以看出材料的性能，并借以判断它的应用范围。如从σt的大小，可以判断材料的强与弱；而从εt的大小，更正确地讲是从曲线下的面积大小，可判断材料的脆性与韧性。从微观结构看，在外力的作用下，聚合物产生大分子链的运动，包括分子内的键长、键角变化，分子链段的运动，以及分子间的相对位移。沿力方向的整体运动（伸长）是通过上述各种运动来达到的。由键长、键角产生的形变较小（普弹形变），而链段运动和分子间的相对位移（塑性流动）产生的形变较大。材料在拉伸到破坏时，链段运动或分子位移基本上仍不能发生，或只是很小，此时材料就脆。若达到一定负荷，可以克服链段运动及分子位移所需要的能量，这些运动就能发生，形变就大，材料就韧。如果要使材料产生链段运动用分子位移所需要的负荷较大，材料就较强及硬。图1 无定形聚合物的应力—应变曲线图2 结晶型聚合物的应力—应变曲线结晶性高聚物的应力—应变曲线分三个区域，如图2 所示。（1）OC 段曲线的起始部分，近似直线，属普弹性变形，是由于分子的键长、键角以及原子间的距离改变所引起的，其形变是可逆的，应力与应变之间服从胡克定律。 2）微晶在c 点以后将出现取向或熔解，然后沿力场方向进行重排或重结晶，故称重结晶强度，它同时也是材料“屈服”的反映。从宏观上看，材料在c 点将出现细颈，出现细

高聚物的断裂和力学强度

高聚物的断裂和力学强度高聚物的理论强度可从该高分子链的化学键强度和高分子链之间相互作用力来估算。高聚物的断裂强度σ和杨氏模量E大致上有如下的关系:σ＝0.1E。然而，高聚物材料的实际强度比估算的理论强度要小得多（约为0.01～0.001）。而且强度与模量的比值也远小于0.1。这是因为高聚物的强度还受高聚物分子聚集态结构和缺陷等的影响。缺陷能使应力高度集中，使材料中产生薄弱环节，在外力作用下断裂总是首先在该处发生，因而使高聚物的实际强度比理论强度低得多。缺陷对高聚物强度的影响对纤维尤为明显。纤维直径越粗，抗拉强度越低。因为粗纤维出现缺陷的几率增加，缺陷不仅造成应力集中，而且使承受负荷的有效面积减少，致使强度下降。纤维强度随测试样品的长度和直径的变化称为体积效应或尺寸效应。高聚物强度分类按外力作用方式的不同，高聚物强度可分为抗拉强度、抗压强度、抗弯强度、冲击强度和剪切强度等。高聚物强度不仅与其结构特征有关，而且还与受力作用时的外界条件（温度、湿度、拉伸速率等）有关。脆性断裂或韧性断裂高聚物在脆性断裂时，在垂直于张力方向的表面上首先出现银纹，然后由表及里地迅速发展，最后形成破坏性的裂缝，使材料断裂。脆性断裂的应变值较低(通常＜5％)，断裂时所需的能量(相应于应力－应变曲线下的面积)较小，断裂面较光滑。高聚物的韧性断裂通常伴随着很大的形变，其形变在沿试样长度方向上可以是不均匀的。断裂时试样

断面常常显示有外延的形变，而且形变不立即回复，其断面粗糙。人们从断裂面的形状和断裂能的大小可以区别高聚物的破坏方式是属于脆性断裂还是属于韧性断裂。影响因素高聚物球晶结构的显微镜照片高聚物强度与温度有关，在低温时表现为脆性断裂，在高温时可变为韧性断裂。高聚物的强度还与应变速率有关，应变速率大时为脆性断裂，应变速率小时为韧性断裂。高聚物的强度和破坏过程还受到许多其他因素的影响，如：①脆性断裂强度随着分子量的降低而降低；②高聚物的刚性侧基会使其屈服应力和脆性断裂应力增加；③交联度足够高的高聚物不能产生韧性断裂；④拉伸后的高聚物，由于分子取向产生各向异性，导致高聚物强度的各向异性；⑤结晶结构的多样性将影响到结晶高聚物的强度和破坏方式，例如，大的球晶通常可使高聚物的断裂伸长率和韧性降低；通过拉伸而高度取向的纤维状结晶有很高的抗拉强

高聚物的断裂与强度

高聚物的断裂与强度 20系 pb02206271 罗俊从使用观点来看，与其他材料相比，高聚物材料的最大优点是其内在的韧性，例如，当我们用同样重量的高度取向的等规立构聚丙烯长丝制成的绳子和钢丝来吊物体，测两者所能承受的最大负重，试验结果表明高度取向的等规立构聚丙烯长丝制成的绳子的最大负重是钢丝的将近三倍。高聚物的韧性是指其在断裂前所能吸收的大量的能量，但因加载方式、温度、应变速率、式样形状和大小等的改变，高聚物材料的韧性会变坏，甚至以脆性形式断裂，高聚物被损，应尽力避免。所以对高聚物断裂及强度的研究是很有必要的，我们也应学好这部分。一.高聚物的断裂高聚物材料的破坏从本质上来讲是主链上化学键的断裂或是高分子链间相互作用力的破坏，高聚物有两种断裂形式：脆性断裂和韧性断裂。脆性断裂是由所加应力的张应力分量引起的，韧性断裂是由切应力分量引起的，而高聚物的断裂形式还取决于实际所加的应力体系和试样的几何形状，因为这些将影响试样中拉伸分量和剪切分量的相对值，例如流体静压力通常是使断裂由脆性变为韧性，尖锐的缺口在改变断裂由韧变脆方面有特别的效果。一般认为脆性断裂和塑形屈服是各自独立的过程，但实际上，两者是可以相互转变的，当温度高于样品的脆韧转变点时，样品总是韧性的，这样就可以使材料总是处于韧性状态下工作，从而避免脆性断裂。多种因素可以影响材料的脆韧转变： 1．应变速率和温度的影响。虽然断裂应力受应变速率和温度的影响不大，但屈服应力随应变速率的增大而增大，随温度增大而降低，故脆韧转变点将随应变速率增大而增大，在超低温下，几乎所有的高分子材料都是非常脆的。 2．分子量。分子量虽对屈服应力无直接影响，但它将影响断裂应力，高聚物的抗拉强度随数均分子量减小而减小，例如，分子量很小的高聚物材料，如果其玻璃化温度比环境温度高，往往特别脆，容易碎裂成强度很小的碎片。 3．支化。因为支化影响高聚物的结晶性，故不同支化强度的高聚物，其屈服应力有明显的不同，对于相同分子量的同种高聚物，支化高分子材料的缠结数比线状高分子材料少，故其破坏强度往往较小。 4．侧基。刚性侧基可增加屈服应力和断裂强度，而柔性侧基可减小屈服应力和断裂应力 5．交联。交联增加屈服应力，但对断裂应力影响不大，故脆韧转变将移向较高的温度。但对于分子量高而坚硬的高分子材料，交联几乎无太大影响，分子间的缠接和相互穿透同样可以提高强度。 6．分子取向。分子取向将使屈服应力和断裂应力在平行于单轴取向方向上增大，但在垂直于取向方向上减小，故分子取向的结果将导致材料力学性能的各向异性，又因为断裂应力比屈服应力更依赖于所加应力的方向，因此一个单轴取向高聚物的断裂行为比未取向的高聚物更像是受对称轴向应力作用的高聚物。 7．缺口。在影响高聚物脆韧转变的各种因素中，缺口的影响特别显著，尖锐的缺口可使高聚物从韧性断裂变为脆性断裂。因此，材料脆性行为可分为： 1．Y B σσ ，材料是脆性的 2． B Y σσ3Y σ，材料在没有缺口的拉伸试验中是韧性的，而有尖锐缺口是就变为脆性

PET聚酯瓶应力开裂解决途径-PP论坛_包装印刷360

PET聚酯瓶应力开裂解决途径包装材料是聚酯，聚酯在饮料包装中的地位无疑举足轻重。在这些包装产品中，对质量要求最高的是碳酸饮料（如可口可乐和百事可乐）的包装瓶，其中的一个指标是瓶子的耐应力开裂性能，对其深入研究有较大理论和应用价值。碳酸饮料聚酯包装瓶的生产通常采用两步法，典型的生产设备为加拿大的HUSKEY注塑机配法国的SIDEL吹瓶机。首先是制坯：PET切片在160℃左右干燥5～6h后，通过螺杆熔融注塑制得瓶坯，螺杆温度285～290℃，模具有冷却水冷却，水温8～10℃，冷却时间约3.5s。瓶胚放置24h后，可进行吹塑制瓶。吹瓶：瓶坯加热至110℃左右，经拉伸吹胀后成瓶，模具同样有冷却水冷却，底部水温11℃。碳酸饮料聚酯包装瓶通常有500ml，600ml，1.25ml，2L等几种不同的容量，瓶底的形状相当复杂，通常为花瓣型，其复杂的结构形态成为制品的应力集中点，开裂的位置都发生在此处，成为质量控制的关键点。一、碳酸饮料聚酯包装瓶对耐应力开裂性能的要求及检测方法碳酸饮料瓶耐应力开裂性能检测试验在可口可乐公司被称为QSCRT （QuickStressCrackResistanceTest），过程如下：在瓶中加入相应量的柠檬酸(C6H8O7·H2O)和碳酸氢钠(NaHCO3),加满水,盖好瓶盖,摇匀,使柠檬酸和碳酸氢钠充分反应,所生成的二氧化碳体积相当于瓶内容积的4.3倍。接着,将上述瓶子置于浓度为0.2%（质量百分数）的NaOH溶液中(溶液温度为24℃),NaOH溶液浸没瓶子底部。45min 后,受测试的10个样品都不能漏气，允许裂纹,换句话说,若10个样品中的任何一个在45min内漏气,则此试验为不合格。破裂的位置发生在瓶底注塑点附近。新吹制的瓶子应力试验的时间要求大于45min,瓶子随存放时间延长，漏气时间缩短，至1个月后应力试验的时间要求大于20min。二、应力开裂的机理高聚物断裂的微观过程可归结为以下三种情况：（ａ）化学键破坏；（ｂ）分子间滑脱；（ｃ）范德华力或氢键破坏。通过对这三种破坏情况的断裂强度理论分析表明：由于实际高分子链的长度是有限的，同时分子链也总会或多或少存在着未取向的部分，因此高聚物正常破坏时，首先将发生在未取向部分的氢键或范德华力的破坏，随后应力集中到取向的主链上，尽管共价键的强度比分子间作用力大10～20倍，但是由于直接承受外力的取向主链数目少，最终还是会有化学键的断裂。应力产生的一个主要原因是在成型过程中，由于制件表里冷却速度不同，表面物料接触温度较低的模壁，迅速冷却固化成一层硬壳，而内部物料还处于熔融状态，随着它的冷却收缩，使得制件内部产生内应力。环境因素引起的应力分布通常是不规则排列的，它时常直接发展为环境应力开裂。根据环境因素的不同，环境应力开裂

聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定实验报告

聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定实验报告 1. 实验目的（1）熟悉高分子材料拉伸性能测试标准条件和测试原理。（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。（3）考察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。 2. 实验原理拉伸试验是在规定的试验温度、试验速度和湿度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷，直到试样被拉断为止。基本公式： 00 L L L -= ε （2－1） 0 A F = σ （2－2） ) (000L L A FL E -== εσ （2－3）式中，ε伸长率即应变；σ为应力；L 为样品某时刻的伸长；0L 为初始长度；0A 为初始横截面积； F 为拉伸力；E 为拉伸模量。 3. 拉伸样条试样形状拉伸试样共有4种类型：Ⅰ型试验样(双铲型)，见图2－1（a ），II 型试样(哑铃型)，见图2－1(b)，III 型试样(8字型)，见图2－1(c)，IV 型试样(长条型)，见图2－1(d)。图2－1(a) I 型试样图2－1(b) II 型试样

图2－1(c) III 型试样图2－(d) IV型试样不同类型的试样有不同的尺寸公差，具体见表2－1、表2－2、表2－3和表2－4。表2－1 I型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mm L 总长度（最小）150 - H 夹具间距离115 ±5.0 C 中间平行部分长度60 ±0.5 G0 标距（或有效部分）50 ±0.5 W 端部宽度20 ±0.2 D 厚度 4 - B 中间平行部分宽度10 ±0.2 R 半径（最小）60 - 表2－2 II型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mm L 总长度（最小）110 - C 中间平行部分长度9.5 ±2.0 d0 中间平行部分厚度 3.2 d1 端部厚度 6.5 W 端部宽度45 - b 中间平行部分宽度25 ±0.4 R0 端部半径 6.5 ±1.0 R1 表面半径75 ±2.0 R2 侧面半径75 ±2.0 表2－3 III型试样公差尺寸物理量名称尺寸/mm 公差/mm L 总长度（最小）115 - H 夹具间距离80 ±5.0 C 中间平行部分长度33 ±2.0 G0 标距（或有效部分）25 ±0.2 W 端部宽度25 ±0.2 d 厚度 2 - b 中间平行部分宽度 6 ±0.2

高分子材料物理性能

参考资料2《第四章高分子材料的强度》一、高分子材料强度的微观理论和理论强度 1.理论强度的原子分子论述材料的强度大小取决于主价键和次价键的强度。主价键（化学键），键能较高，约100 KCa·mol-1。次价键（范德华力），约10 KCa·mol-1以上。高聚物的断裂最终是主价键的断裂 2.动力学理论（Zhurkov理论）主价键从完整态A转变到断裂状态B是一个活化过程，可用化学动力学方法处理，建立强度的动力学理论。 3.Flory分子网络理论 Taylor-Darin提出，拉伸断裂的临界应力取决于受力方向取向的有效网链数二、高聚物的理论强度高分子材料的破坏可能是高分子主链的化学键断裂或是高分子分子间滑脱或分子链间相互作用力的破坏。从分子水平上看，高分子的断裂要破坏分子内的化学键和分子间的范德华力与氢键。内部结构的破坏可归结为以下三种情况：化学键破坏；分子间滑脱；范德华力或氢键破坏 1、理论强度的计算

（1）化学键（实际强度低于理论强度）原因：实际的聚合物达不到那种完全规整的水平，存在应力集中（杂质，小裂纹，空隙，缺口）（2）分子间滑脱：断裂需要破坏分子链尺寸范围内的分子间作用力。（3）断裂需要克服的是断面部分的分子间力。在断裂时三种方式兼而有之，通常聚合物理论断裂强度在几千MPa，而实际只有几十MPa 。三、高聚物的主要力学强度抗拉强度愈大，说明材料愈不易断裂、愈结实。弯曲屈服强度是指某些非脆性材料，当载荷达到某一值时，其变形继续增加而载荷不增加时的强度。疲劳强度是试样承受循环应力而产生循环应变，以致使试样力学性能减弱或破坏时的强度。四、高聚物强度的影响因素凡是有利于提高材料的弹性模量、有利于增加断裂过程的表面功和增加分子稳定性的因素，都使材料的强度提高；凡是使材料形成弱点而增加应力分布的不均匀性的因素，都使材料的强度下降。 1 化学结构

聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定

实验 4聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定 1.实验目的（1）熟习高分子资料拉伸性能测试标准条件和测试原理。（2）掌握测定聚合物拉伸强度和断裂伸长率的测定方法。（3）观察拉伸速度对聚合物力学性能的影响。 2.实验原理拉伸试验是在规定的试验温度、试验速度和湿度条件下，对标准试样沿其纵轴方向施加拉伸载荷，直到试样被拉断为止。基本公式： L L0 （2－ 13） L0 F （ 2－ 14） A0 FL 0 （ 2－ 15）E A0(L L0) 式中，伸长率即应变；为应力； L 为样品某时辰的伸长；L0为初始长度；A0为初始横截面积； F 为拉伸力； E 为拉伸模量。聚合物的拉伸性能可经过其应力－应变曲线来剖析，典型的聚合物拉伸应力－应变曲线如图 2－ 28（左）所示。在应力－应变曲线上，以折服点为界区分为两个地区。折服点以前是弹性区，即除掉应力后资料能恢还原状，并在大多数该地区内切合虎克定律。折服点以后是塑性区，即资料产生永远性变形，不再恢还原状。依据拉伸过程中折服点的表现，伸长率的大小以及其断裂状况，应力－应变曲线大概可分为如图2－28（右）所示的五种种类：①软而弱；②硬而脆；③硬而强；④软而强；⑤硬而韧。

图 2－ 28 五种典型聚合物拉伸应力－应变曲线 1－软而弱； 2－硬而脆； 3－硬而强； 4－软而强； 5－硬而韧本实验在不一样应变速度下测定聚乙烯的应力－应变曲线。将已知长度和横截面积的样品，夹在两个夹具之间，以恒速拉伸至断裂，测定应力随伸长的变化。剖析在不一样应变速度时测定的数据，能够认识资料的强度、韧性及极限性能。有适合的样品架或可想法固定住的聚合物都可进行本实验。平均的样品重复性可优于± 5％。但因为制各种品和实验操作中存在的一些不行防止的可变要素，使重复性比此数值要差些。 3.实验设施和资料（ 1）仪器设施全能电子拉力机( 日本岛津AG－ lOKNA)，游标卡尺、直尺。全能电子拉力机测试主体构造表示图，如图2－ 29 所示。图 2－ 29 全能电子拉力机测试主体构造表示图 1－传感器； 2－主架； 3－横梁控制器；4－夹具； 5－横梁； 6－记录仪； 7－控制台开关；8 －控制面板；9－显示屏

聚合物材料的力学性能

第九章聚合物材料的力学性能第一节聚合物材料的结构相对分子质量大于10000以上的有机化合物称为高分子材料。它是由许多小分子聚合而得到的，故又称为聚合物或高聚物。聚合物的原子之间由共价键结合，称为主价键；而分子之间由范德瓦尔键连接，称为次价键。分子间次价键力之和远远超过单个分子中原子间主价键的结合力，因此，聚合物在拉伸时常常先发生原子键的断裂，而不是分子链之间的滑脱。这是聚合物具有较高强度，并可以作为结构材料使用的根本原因。聚合物的小分子化合物称为单体，组成聚合物长链的基本结构单元则称为链节。聚乙烯的单体为乙烯(CH 2=CH2)，其链节为-CH2-CH2-。聚合物长链的重复链节数目、称为聚合度。天然的聚合物有木材、橡胶、黄麻、棉花、丝、毛、发和角等。本章主要讨论人工合成聚合物(工程塑料、合成纤维、合成橡胶等)的变形和断裂行为。由于聚合物具有许多优点．在工业和日常生活小已获得广泛应用。现在，人工合成聚合物产品的生产规模．在体积上早已超过金属产量的总和。它在材料科学领域中占有重要地位。聚合物的性能主要取决于其巨型分子的组成与结构。聚合物的结构是多层次的，包括高分子链的近程结构、远程结构、聚集态结构和织态结构、液晶结构。织态结构和液晶结构也是聚集态结构。前者是高分子材料的高层次结构，是指不同高分子之间或高分子与添加剂分子之间的排列和堆砌结构；后者是高分于长链的主链或侧链有液晶原并与柔性链联接的结构。限于篇福，本书不介绍这两种结构。一、高分子链的近程结构-构型高分子链的近程结构是指由化学键所固定的几何形状-高分子构型，即指高分子链的化学组成、键接方式和立体构型等。上述的聚乙烯是由一种结构单体合成的，故该类聚合物又称为均聚物。均聚物中的分子链之间若不发久联接．则为线型均聚物或支链型均聚物．前者如高密度聚乙烯，后者如低密度聚乙烯(具有支链结构，分子两侧具有相当数量的长支链和短支链，图9-1)。若低密度聚乙烯中短支链规则排列，则也是线性规聚物。若分子链由化学键联接，则为交联均聚物或网络型均聚物(三维交联分子链)(图9-2)。工程上的热塑性塑料，如聚氯乙烯、尼龙6、尼龙66等都是线性均聚物；而热固性塑料如环氧树脂则为交联均聚物。由两种以上结构单体聚合而成的聚合物称为共聚物。大部分共聚物中链节是无规则排列的。有多种结构单体的共聚物比只有一种结构单体的均聚物难以结晶。同理，聚合物链的结构单体配置越不规律，越有利于形成非晶态，而有规立构的聚合物则大部分能结晶。由于聚合物中只有微弱的范德瓦尔力使分子成线性排列，而结晶结构要求把大量原子输送到固定有利位置。所以聚合物的结晶很难完全。共聚物的几种形式如图9-3所示。