文档介绍：姜伟
高分子物理与化学国家重点实验室
新大楼：228
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聚合物的增韧及其脆韧转变
本讲座共分三个部分
第一部分：材料的韧性及其测试方法
第二部分：聚合物的增韧
第三部分：聚合物的脆-韧转变
第一部分：材料的韧性及其测试方法
一：材料的韧性
1 材料的韧性：在外力作用下，材料破坏(根据
实际情况可分为断裂、穿孔、分层等）所吸
收外界能量（E）大小的量度。
G = E/S (S通常为截面积）
2 材料吸收外界能量的几种途径
（1）产生新的断裂表面Gs；（2）产生银
纹Gc;（3）材料屈服Gy等等。它们的关
系为：
Gy 》 Gc 》 Gs
对陶瓷、普通玻璃等材料： Gy、Gc 等于零，所
以该类材料的韧性
很低。
对高分子材料： Gc一般不等于零，所以高分子材
料具有较好的韧性。
对超韧高分子材料： Gy、Gc 不等于零，所以
该类材料具有很高的韧性。
二、材料韧性的测试
1 冲击实验：悬臂梁（Izod) 、简支梁(Charpy)
落锤等冲击试验。由吸收摆锤和
落锤冲击能的大小计算得出冲击
强度。
注释：一些高分子材料（如聚乙烯、聚丙烯、
尼龙等）对缺口敏感，所以有缺口冲
击和非缺口冲击。
2 拉伸实验：由应力应变曲线下的面积的大小来
表证在拉力作用下材料断裂所吸收
外界能量的大小。
3 其它方法：

（1）J 积分（脆性材料）
（2）Essential Work （韧性材料）
以上两种方法为消除样品几何尺寸的影响

（3）Mode I
（4）Mode II
以上两种方法针对层板结构样品
第二部分：聚合物的增韧
一为什么要增韧

随着社会的发展和科技的进步，高分子已从装饰、包装等材料走向工程材料。而韧性是决定高分子能否用于工程材料的最主要的力学量之一。增韧的高分子已广泛用于汽车、建筑、家电、航天等领域。