高分子材料制成的配件耐冲击有和差异？

1.分子链柔韧性与运动能力：

*高耐冲击材料：如聚碳酸酯（PC）、增韧尼龙（PA）、超高分子量聚乙烯（UHMWPE）、热塑性聚氨酯弹性体（TPU）。这些材料通常具有：

*柔顺的分子链段：在冲击载荷下，分子链能够发生较大程度的伸展、弯曲和滑移，有效吸收和耗散冲击能量。

*良好的链段运动性：特别是在玻璃化转变温度（Tg）以上或接近Tg时，链段运动活跃，有助于能量的分散。

*非晶或低结晶度结构：PC是完全非晶的，其分子链无规排列，在冲击下能通过分子链的协同运动（屈服、银纹化、剪切带）吸收大量能量。增韧尼龙虽然部分结晶，但通过添加橡胶粒子等增韧剂，诱导大量塑性形变（如剪切屈服）来耗能。

*低耐冲击材料：如通用聚（GPPS）、未增韧聚（PP）、某些硬质PVC。这些材料通常具有：

*刚性分子链：如PS的苯环结构阻碍了链段运动，在冲击下难以发生塑性形变。

*高结晶度（且结晶形态脆）：未增韧PP在低温或高速冲击下，其球晶结构容易成为应力集中点，引发脆性断裂。硬质PVC因极性基团作用链段运动受限。

*低分子量：分子链短，抵抗裂纹扩展的能力弱。

2.增韧机制：

*许多工程塑料通过物理共混或化学改性加入弹性体粒子（如EPDM橡胶、、酸酯橡胶）来显著提高耐冲击性。这些橡胶粒子作为应力集中点，能诱发基体产生大量银纹和剪切带，极大地消耗冲击能量，阻止裂纹快速扩展。例如，高抗冲聚（HIPS）、增韧聚（PP/EPDM）、抗冲改性PVC。

*未增韧的材料缺乏这种有效的能量耗散机制，容易发生脆性断裂。

3.温度和加载速率的影响：

*低温脆化：许多高分子材料在低温下链段运动被冻结，柔韧性急剧下降，耐冲击性显著恶化。例如，PP、HDPE在远低于室温时变得很脆。TPU、增韧PC的低温耐冲击性相对较好。

*高速冲击：类似于低温效应，高速加载下分子链来不及响应，材料倾向于脆性断裂。耐冲击性好的材料在高应变速率下仍能保持一定的塑性形变能力。

4.环境因素（如湿度）：

*吸湿性材料：如尼龙（PA6,PA66），吸收水分后起到内增塑作用，分子链活动能力增强，显著提高其韧性和耐冲击性（特别是缺口冲击强度），但会降低刚性和尺寸稳定性。干燥状态下的尼龙相对较脆。

典型材料对比示例：

*聚碳酸酯（PC）：非晶，分子链刚柔并济，固有韧性，缺口冲击强度非常高，是透明抗冲击应用的（如牌、头盔面罩）。

*增韧尼龙（如PA6-GF30,PA66）：通过添加橡胶粒子增韧，结合了尼龙的强度、刚度和良好的冲击韧性，广泛应用于齿轮、电动工具外壳等需要承受冲击的部件。湿度对冲击性能影响大。

*聚（PP）：未增韧均聚PP（Homo-PP）耐冲击性差，尤其低温脆性明显。共聚PP（Co-PP）和增韧PP（PP/EPDM）通过引入乙烯链段或橡胶粒子，冲击强度大幅提升，常用于汽车保险杠、周转箱等。

*高抗冲聚（HIPS）：通过在PS基体中分散橡胶粒子，其冲击强度比脆性的GPPS提高数倍甚至数十倍，用于电器外壳、玩具等。

*超高分子量聚乙烯（UHMWPE）：极高的分子量导致分子链高度缠结，即使结晶度高，也表现出优异的耐冲击性、耐磨性和自润滑性，用于耐磨衬板、人工关节等。

*通用聚（GPPS）：刚性脆性材料的代表，冲击强度很低，易碎裂。