材料所表现出来的韧性,通常都是相对的和有(yǒu)条件的。一般来说,对冲击性能(néng)影响最大的两个外部因素是,外力的冲击速度和作(zuò)用(yòng)时的环境温度。冲击速度高,大分(fēn)子链段可(kě)能(néng)来不及运动来传递和消散冲击能(néng)量,应力就会集中(zhōng)到最薄弱点,导致通常情况下呈韧性的材料迅速发生脆性断裂。反之,冲击速度低,链段有(yǒu)足够的时间作(zuò)出响应,即便是比较刚硬的材料,也可(kě)显示出良好的冲击强度。

温度可(kě)以明显影响链段的活动能(néng)力。温度升高,链段活动加强,材料的冲击性能(néng)提高,而温度降低,链段活动能(néng)力弱,链呈刚性,冲击性能(néng)就降低。因此,材料的玻璃化温度高于室温的塑料制品,一般耐冲击性都不高,如PS,脆性、受冲击极易发生开裂,而玻璃化温度低于室温的塑料制品。
PE如果在低于其玻璃化温度之下的低温环境下使用(yòng),耐冲击性也会大大降低。因此,一种材料的低温冲击性能(néng)经常用(yòng)以判别其耐低温性能(néng)。基于同样的理(lǐ)由,一些能(néng)提高链活动能(néng)力的因素,也能(néng)起到提高冲击性能(néng)的作(zuò)用(yòng)。例如吸收了水分(fēn)的尼龙,由于水的增塑作(zuò)用(yòng),其耐冲击性比干态时的尼龙明显提高。
塑料的冲击性能(néng)好必须能(néng)迅速通过形变来分(fēn)散和吸收冲击能(néng)量;材料内部产(chǎn)生的内应力不超过材料的断裂强度。因此,从塑料加工(gōng)材料因素分(fēn)析,具(jù)有(yǒu)很(hěn)大伸長(cháng)率和高的拉伸强度的材料,应该是很(hěn)具(jù)韧性的材料。材料在外力作(zuò)用(yòng)下的形变能(néng)力,与一定温度下在外力作(zuò)用(yòng)时间内,高分(fēn)子材料链段的运动性能(néng)有(yǒu)关。
合理(lǐ)的产(chǎn)品设计可(kě)以缓冲、分(fēn)散和吸收冲击能(néng)量。如增加冲击部位的壁厚,设置加强筋,设计弯曲的曲面等。此外,很(hěn)重要的一点是,产(chǎn)品设计要尽量避免或减少缺口、锐角和引发应力集中(zhōng)的其他(tā)几何因素和结构因素。与其他(tā)材料所不同的是,塑料原材料中(zhōng)可(kě)以加入发泡剂制成软硬程度不等的泡沫塑料。
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