TPE热塑性弹性体断裂伸长率的大小

Time of issue:2023-06-29

TPE热塑性弹性体的断裂伸长率是指材料在受到外力作用断裂时，试棒伸长的长度与原长度的百分比。这个指标是表征材料韧性的参数，可以初步判断一种材料是脆性还是韧性。一般来说，韧性材料的断裂伸长率比脆性材料要大很多。

TPE热塑性弹性体断裂伸长率的大小取决于基体树脂分子链的柔性。例如，PE和PP的分子链都是柔性的，它们的断裂伸长率都在500以上。然而，如果加入大量的粒径细的滑石粉，聚合物分子会受到填料对其构象变化的限制，从而导致伸长率降低至几十个。玻纤增强PP的伸长率通常较低，只有几个。对于PC/PBT这种材料，虽然韧性可以较高，但是PC和PBT的分子链都比较刚性，因此其形变率并不大。因此，冲击强度和断裂伸长率并不是简单的正比关系，只有两种材料的结构类似时才可以通过冲击强度比较断裂伸长率。

TPE热塑性弹性体断裂伸长率与分子量、聚集态、相结构多少也是有关系的，但是从根本上来说，还是与大分子柔性有关。以下以PP为例进行说明：

①很多人认为断裂伸长率与分子量有关，确实如此，但是大分子柔性已经考虑了分子量因素，分子量大的分子柔性大。就像一块小的钢板，很难使其变形，但是大的钢板自己都会摇晃，这是尺度变大其刚度下降的类比例子。身材苗条的姑娘显得婀娜多姿也是同样道理。

②聚集态也包含在分子柔性里。结晶PP与非晶PP（熔体急冷可得），尽管结晶PP的分子链柔性下降，但是由于其在拉伸时构象变化可逆，仍然可以看成分子柔性相同，这时结晶不结晶不会影响其断裂伸长率的。取向态的PP，如BOPP，断裂伸长率很小，这时它的分子刚性也很大，它绷直了以后缺乏了柔性。多相体系方面，PP与PP+GF，这两个材料的断裂伸长率有很大差别。你可以说这是聚集态不同造成的，但其本质就是GF限制了PP分子链的运动性，使PP柔性下降。最后说一个非PP体系-PVC。硬PVC没有或很少增塑剂，PVC分子之间范德华力很大，分子链构象受限，分子链柔性差，所以断裂伸长率只有数十个。增塑后的软PVC，则因增塑剂的加入“隔离”了PVC分子链之间的范德华力作用，PVC分子链互相牵制受限的状态被解除（不是完全解除），PVC分子链柔性大大提高，于是断裂伸长率增加到100-500%。这些事例充分说明，无论是基体树脂的聚集态，还是塑料的多相结构，TPE热塑性弹性体断裂伸长率的根本影响因素都可以归结为分子链的柔性。

③为什么分子链的柔性会决定断裂伸长率呢？因为拉伸变形的过程本质上就是一个“消耗一高分子链柔性（构象变化能力）的过程。

 

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