高分子材料制成的配件耐沖擊有和差異？

1.分子鏈柔韌性與運(yùn)動(dòng)能力：

*高耐沖擊材料：如聚碳酸酯（PC）、增韌尼龍（PA）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、熱塑性聚氨酯彈性體（TPU）。這些材料通常具有：

*柔順的分子鏈段：在沖擊載荷下，分子鏈能夠發(fā)生較大程度的伸展、彎曲和滑移，有效吸收和耗散沖擊能量。

*良好的鏈段運(yùn)動(dòng)性：特別是在玻璃化轉(zhuǎn)變溫度（Tg）以上或接近Tg時(shí)，鏈段運(yùn)動(dòng)活躍，有助于能量的分散。

*非晶或低結(jié)晶度結(jié)構(gòu)：PC是完全非晶的，其分子鏈無(wú)規(guī)排列，在沖擊下能通過(guò)分子鏈的協(xié)同運(yùn)動(dòng)（屈服、銀紋化、剪切帶）吸收大量能量。增韌尼龍雖然部分結(jié)晶，但通過(guò)添加橡膠粒子等增韌劑，誘導(dǎo)大量塑性形變（如剪切屈服）來(lái)耗能。

*低耐沖擊材料：如通用聚（GPPS）、未增韌聚（PP）、某些硬質(zhì)PVC。這些材料通常具有：

*剛性分子鏈：如PS的苯環(huán)結(jié)構(gòu)阻礙了鏈段運(yùn)動(dòng)，在沖擊下難以發(fā)生塑性形變。

*高結(jié)晶度（且結(jié)晶形態(tài)脆）：未增韌PP在低溫或高速?zèng)_擊下，其球晶結(jié)構(gòu)容易成為應(yīng)力集中點(diǎn)，引發(fā)脆性斷裂。硬質(zhì)PVC因極性基團(tuán)作用鏈段運(yùn)動(dòng)受限。

*低分子量：分子鏈短，抵抗裂紋擴(kuò)展的能力弱。

2.增韌機(jī)制：

*許多工程塑料通過(guò)物理共混或化學(xué)改性加入彈性體粒子（如EPDM橡膠、、酸酯橡膠）來(lái)顯著提高耐沖擊性。這些橡膠粒子作為應(yīng)力集中點(diǎn)，能誘發(fā)基體產(chǎn)生大量銀紋和剪切帶，極大地消耗沖擊能量，阻止裂紋快速擴(kuò)展。例如，高抗沖聚（HIPS）、增韌聚（PP/EPDM）、抗沖改性PVC。

*未增韌的材料缺乏這種有效的能量耗散機(jī)制，容易發(fā)生脆性斷裂。

3.溫度和加載速率的影響：

*低溫脆化：許多高分子材料在低溫下鏈段運(yùn)動(dòng)被凍結(jié)，柔韌性急劇下降，耐沖擊性顯著惡化。例如，PP、HDPE在遠(yuǎn)低于室溫時(shí)變得很脆。TPU、增韌PC的低溫耐沖擊性相對(duì)較好。

*高速?zèng)_擊：類似于低溫效應(yīng)，高速加載下分子鏈來(lái)不及響應(yīng)，材料傾向于脆性斷裂。耐沖擊性好的材料在高應(yīng)變速率下仍能保持一定的塑性形變能力。

4.環(huán)境因素（如濕度）：

*吸濕性材料：如尼龍（PA6,PA66），吸收水分后起到內(nèi)增塑作用，分子鏈活動(dòng)能力增強(qiáng)，顯著提高其韌性和耐沖擊性（特別是缺口沖擊強(qiáng)度），但會(huì)降低剛性和尺寸穩(wěn)定性。干燥狀態(tài)下的尼龍相對(duì)較脆。

典型材料對(duì)比示例：

*聚碳酸酯（PC）：非晶，分子鏈剛?cè)岵?jì)，固有韌性，缺口沖擊強(qiáng)度非常高，是透明抗沖擊應(yīng)用的（如牌、頭盔面罩）。

*增韌尼龍（如PA6-GF30,PA66）：通過(guò)添加橡膠粒子增韌，結(jié)合了尼龍的強(qiáng)度、剛度和良好的沖擊韌性，廣泛應(yīng)用于齒輪、電動(dòng)工具外殼等需要承受沖擊的部件。濕度對(duì)沖擊性能影響大。

*聚（PP）：未增韌均聚PP（Homo-PP）耐沖擊性差，尤其低溫脆性明顯。共聚PP（Co-PP）和增韌PP（PP/EPDM）通過(guò)引入乙烯鏈段或橡膠粒子，沖擊強(qiáng)度大幅提升，常用于汽車保險(xiǎn)杠、周轉(zhuǎn)箱等。

*高抗沖聚（HIPS）：通過(guò)在PS基體中分散橡膠粒子，其沖擊強(qiáng)度比脆性的GPPS提高數(shù)倍甚至數(shù)十倍，用于電器外殼、玩具等。

*超高分子量聚乙烯（UHMWPE）：極高的分子量導(dǎo)致分子鏈高度纏結(jié)，即使結(jié)晶度高，也表現(xiàn)出優(yōu)異的耐沖擊性、耐磨性和自潤(rùn)滑性，用于耐磨襯板、人工關(guān)節(jié)等。

*通用聚（GPPS）：剛性脆性材料的代表，沖擊強(qiáng)度很低，易碎裂。