塑料材料的延展性和韌性

    1.延展性  具有延展性的材料可以被電子拉力試驗機拉伸、卷曲或在不破壞其無力性能整體性的情況下伸展成另一種形狀。熱塑性塑料在被熱、力、聲等能量作用下表現出延展性，并可以改變其形狀。熱成型要依賴于所加熱材料的延展性，可用熱封性試驗儀輔助試驗，獲得各種熱參數。延展性是材料被拉伸后的性能，通常為受熱后改變材料形變的速度。注塑和擠出成型的產品利用其延展性可以在其仍然很熱的情況下與其他零件裝配或改性產品。如擠出的高硬度的高填充的PVC管，在成型管材之后，就在一端通過機械擴張出一個連接用擴張口。材料盡管被高度填充但在冷卻前仍有良好的高溫伸長性，可以被擴張成型。PVC排水管是一種高硬度和高強度的產品，可以承受被埋在地下的應力。沖壓成型粗操作可以將管的尾部用彈性的O形環封起來以連接管子。

    2.韌性  韌性是材料在不生失效的情況下，吸收物理能量的能力。吸收能量以后發生彈性或塑性形變。下面的段落描述了幾種測量所吸收的能量的幾種方法。

    在圖8.4（a~d）中，由應力-應變曲線所形成的曲線下面的面積表示了材料所能吸收的能量。

    圖8.4（a）是一些具有較高拉伸伸長率的材料，如PE、PP、為填充的PVC和尼龍等的曲線。拉力，通常表示為應力，通過XLW拉力試驗機來測量，在屈服點處，通常是應力有所下降，材料繼續伸長直至斷裂。*變化后應力減小，但是伸長繼續而且應力變強，導致應力增加，直到達到極限伸長率后斷裂。樣品在發生可塑形變形時要吸收大量的能量。圖8.4（b）材料在薄膜拉力試驗機下開始有較強的拉伸強度，具有較小的應變，直至達到材料的屈服點，然后材料便如（a）所示一樣迅速形變后失效。具有這種曲線的材料如聚甲醛、尼龍、聚酯及所有未纖維增強的工程樹脂。圖8.4（c）材料在拉力試驗機下的拉伸強度和伸長性均較低，在較小的應力下很快失效。這種材料是典型的高度填充，未玻璃纖維增強的的材料，如硬PVC、苯乙烯、丙烯酸酯和一些填充了的ABS共混物，包括大部分熱固性塑料都具有該種曲線。

圖8.4  材料的塑性行為

  由于材料在失效之前不能吸收大量的能量，失效方式通常為脆性斷裂。圖8.4（d）是一高度低伸長性的纖維增強材料均具有這種曲線。升高溫度對（a）、（b）曲線有較大影響，因為溫度升高可以增加材料的延展性，在較低應力下使材料可以緩慢吸收更多能量，在失效前身長更多。而對圖8.4（c）、（d）曲線來說溫度的影響要小些。