温度对机械性能的影响
塑料材料的冲击行为与温度有很大的关系。
- 在高温下，材料的延展性更强，具有较高的冲击韧性。
- 在低温下，一些在室温下具有延展性的塑料会变脆。
脆性是一个泛指聚合物在断裂过程中吸收的能量相对较少的术语，也就是说，它可能只是指聚合物容易断裂。而材料的延展性是它在载荷作用下的变形能力。
什么是韧性/脆性转变温度(DBTT)?它是一个韧性塑料试件变脆的转变温度，即当发生韧性/脆性转变时——脆性和韧性行为之间的边界。
这通常不是一个特定的温度，而是一个10°C范围内的温度。
脆性向延性的转变是其中之一
在选择材料时要考虑的重要热性能．这是必不可少的
了解零件失效过程(疲劳、过载或环境应力开裂)，特别是用于结构应用的部件，特别是在低温条件下。
韧性/脆性转变温度(DBTT)以°C表示。
同样重要的是要理解，在聚合物冷却时，韧性/脆性转变温度不一定对应于聚合物加热时观察到的脆性/韧性转变温度。
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如何测量韧性/脆性转变温度
测量韧性/脆性转变温度的标准是ISO 6603-2(多轴仪器冲击)。
它规定了用测量力和挠度的仪器测定刚性塑料的穿孔冲击性能的试验方法，以平面试样的形式。如果需要以名义上恒定的撞击速度记录力偏转或力-时间图来详细描述撞击行为，则可使用此方法。
ISO 6603-1可以使用，如果它足够描述塑料的冲击行为的冲击破坏能量的阈值基于许多试验样本。
也可阅读:聚合物的韧性&测量的Izod和Charpy测试方法
影响韧脆转变的因素
![材料的脆性与韧性断裂]( "Brittle Vs Ductile Fracture in Material")
材料的脆性与韧性断裂
(资料来源:《机械系统可靠性设计》，禹成宇)
温度的升高会引起机体状态的变化
非晶态聚合物(如聚碳酸酯(PC)，通用聚苯乙烯(GPPS)，聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)，聚氯乙烯(PVC)，丙烯腈丁二烯苯乙烯(ABS)))，因此，带来了聚合物的拉伸行为的变化。如上所述，在最低温度下，聚合物是易碎的。随着温度的升高，它们变得更加坚韧，直到达到韧脆转变。
正是在这个过渡温度以上，聚合物才会变得足够韧性，从而出现缩颈现象。进一步增加
温度会产生类似橡胶的特性直到机械强度失效。
结晶聚合物(如聚烯烃、聚醚醚酮(PEEK)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、缩醛(POM)等)在低温下遵循非晶态聚合物的力学行为。因此，它们的韧脆转变温度是由材料的非晶态含量确定的。
因此，材料的结晶程度越高，它对非晶含量所带来的变化就越不敏感。
结晶聚合物具有高强度和低延展性
比相同聚合物在相同温度下的无定形状态要好
交联聚合物具有与非晶态聚合物相同的机械性能范围，只要交联是轻的。随着交联的增加，力学性能发生了改变，以至于在高交联的极端端，聚合物对温度变化几乎不敏感。有许多因素(设计师要考虑!)有助于使韧性聚合物表现为脆性的方式。这些包括:
- 应力集中和设计特点:快速应力、循环加载、三轴拉伸等是使韧性聚合物更脆的一些特征。
- 聚合物和化合物的特性:交联密度的增加限制了分子的流动性，从而使聚合物更容易变脆。共聚物和共混物比例的变化会导致性能平衡的变化，因此韧性可能会受到影响。增塑剂被用来增加灵活性-然而增塑剂浓度的降低(无论是故意的还是迁移的)会降低延展性。用于增强聚合物的硬质颗粒纤维可能会损害组分的韧性，降低聚合物的塑性断裂伸长率．
- 处理功能:熔体加工成型聚合物可能引入几个特性，可促进脆化。例如:通过分子或纤维填料的排列形成各向异性;在整个产品壁厚或在冷却过程中由熔体凝固引起的残余应力的微观组织分布的不均匀性。
- 环境因素如温度:温度降低导致塑料的流动性降低，因此更脆。这种转变在接近Tg的非晶态聚合物中更为明显。
影响韧脆转变的其他因素包括化学接触、降解、污染、应变率等。
具有良好低温延展性的聚合物等级
几种塑料的韧性/脆性转变温度值
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