影响聚合物强度的因素很多,大致可分为两类:一类是聚合物的化学和物理结构;另一类是与外界的条件有关,特别是温度和形变速率。
⑴聚合物结构的影响:
①分子量及其分布:随分子量的增高,聚合物强度提高。但当分子量超过一定值,即临界分子量,强度就基本恒定了。分子量分布对强度有一定影响,当分布变宽时,特别是小于临界分子量值的低分子量部分增多时,通常使强度降低,但断裂伸长率却有增加趋势。
②取代基:增加分子链间的作用力,可以提高聚合物的强度,引入极性基团和能形成氢键的基团可增加链间作用力。如果极性基团过密或取代基团过大,不利分子运动,反会使树脂变脆。
③交联:适度的交联可以有效地增加分子链间的联系,使分子链不易发生相对滑移,强度增高并提高弹性模量。例如橡胶的硫化,生橡胶经过硫化后,强度大大提高,可以做成各种橡胶制品使用。但增加交联会使断裂伸长率降低,所以过分的交联会使材料变得硬、脆。
④结晶与取向:结晶能提高聚合物强度。分子链合适的取向可使拉伸强度成倍的提高。