断裂伸长率知识

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01断裂伸长率的定义
断裂伸长率是指材料在受到拉伸力作用下，直至断裂时的伸长长度与原始标距长度之比。它是衡量材料韧性的一个重要参数，通常以百分比表示。断裂伸长率越高，表明材料的韧性越好，即在断裂前能够承受更大的形变而不发生断裂。

02断裂伸长率影响因素——高分子材料结构（1）分子链的支化度
大家都知道，通过不同的催化剂和聚合条件，可以制备不同支化度的聚乙烯,如HDPE、LDPE、LLDPE，在这三种PE中，HDPE支化度最低，其次是LLDPE，LDPE的支化度最高，因此在实际生产中，如果要提高产品的韧性，一般会通过增加LDPE的比例。
（2）结晶度
聚合物的断裂伸长率受其结晶度和非晶区的影响。结晶区通常提供材料的强度，而非晶区则允许链段运动，从而影响断裂伸长率。高分子材料的结晶度越高，其断裂伸长率可能越低，因为结晶区限制了链段的运动。
（3）交联度
分子间的交联程度也会影响断裂伸长率。适度的交联可以提高材料的强度和韧性，但过度交联可能导致材料变脆，从而降低断裂伸长率。
（4）分子链的取向
分子链的取向和排列也会影响断裂伸长率。高取向的分子链可能导致材料在某些方向上具有较高的强度和模量，但同时也可能降低断裂伸长率，因为取向链段限制了材料在拉伸过程中的变形能力。
综上，高分子材料的结构特性，包括分子链的支化度、分子间的相互作用、结晶度、分子间的交联和分子链的取向和排列等，都会对其断裂伸长率产生影响。通过调控这些结构参数，可以优化高分子材料的断裂伸长率，以满足特定的应用需求。

03断裂伸长率影响因素—加工条件
（1）温度
加工温度对聚乙烯的断裂伸长率有直接影响。适宜的加工温度可以确保材料的流动性和均匀性，从而提高断裂伸长率。例如，在LLDPE/LDPE混合物的研究中，通过控制加工温度，可以影响混合物的相容性和热力学行为，进而影响断裂伸长率。
（2）压力
在挤出或注射成型过程中，适当的压力可以促进聚乙烯分子链的均匀排列，减少材料内部的应力集中，从而提高断裂伸长率。
（3）剪切速率
剪切速率的变化会影响聚乙烯熔体的流动行为和分子链的取向。适当的剪切速率可以促进聚乙烯分子链的伸展，有助于提高材料的断裂伸长率。
（4）速度
慢速加工可能有助于减少聚乙烯材料中的内应力，从而提高其断裂伸长率。快速加工可能导致材料内部应力增加，降低断裂伸长率
（5）退火处理
退火处理通过影响高分子材料的微观结构（如晶粒尺寸和相分布）和内应力状态（降低内应力），可以显著改善材料的断裂伸长率，改变产品韧性。具体的改善效果取决于材料的类型、退火温度、退火时间等因素。

04断裂伸长率对产品性能的影响
（1）力学性能断裂伸长率是衡量材料韧性的一个重要参数，它反映了材料在受到拉伸力作用下能够延伸的最大长度。高断裂伸长率的材料在受到拉伸力作用时能够承受更大的形变而不发生断裂，这使得这类材料在需要承受反复拉伸或冲击的应用中更为耐用和可靠。
（2）耐老化性
在聚乙烯(PE)材料中，断裂伸长率的高低直接影响材料的耐久性和可靠性。例如，老化后的PE材料的力学性能发生变化，其原因在于老化过程中材料结晶度增加，自由体积减少，分子链的活动受到了影响，导致拉伸强度、断裂伸长率减小。
（3）安全性
在安全至关重要的应用中，如汽车、建筑和个人防护装备，高断裂伸长率的材料可以提供额外的安全保障。它们能够在受到冲击时吸收更多的能量，从而减少对人员或结构的损害。对于应用于软包装上产品，需要保护内部物品免受外界物理损害，断裂伸长率高的材料能更好地吸收和分散外界冲击力，减少物品在运输或使用过程中的损伤风险，更加安全。
（4）经济性
选择合适断裂伸长率的材料可减少材料的损耗、降低废品率，从而降低成本。另外，高韧性材料可能意味着更长的使用寿命，减少更换频率，从而在长期内节约成本。