应力，应变和杨氏模量
杨氏模量(E)定义为沿试样纵轴施加到材料上的应力与在同一轴上测量的变形或应变的比率。杨氏模量又称拉伸模量、弹性模量或弹性模量，其国际单位为帕斯卡(Pa)。
当对物体施加拉伸力(拉伸力)时，物体会伸展，其行为可以通过弹性变形区域的应力-应变曲线(称为胡克定律)得到。力产生的延伸不仅取决于材料，还取决于其他因素，如物体的尺寸(如长度、厚度等)。
压力定义为每单位塑料面积上的力，单位为Nm
－2或Pa。
σ(应力)= F/A
其中σ是应力(单位为牛顿每平方米或等效的帕斯卡)，F是力(单位为牛顿，通常缩写为N)， A是样品的横截面积。
同时,
应变定义为每单位长度的扩展。因为它是长度的比值，所以应变没有单位。
ε(应变)= ΔL/L0；Δl = l-l0
L在哪里
0为棒材被拉伸时的原始长度，L为棒材被拉伸后的长度。ΔL是横条的延伸，这两个长度之差。
通过对拉伸应力和拉伸应变的测量，可以得到
不同材料的刚度是由
杨氏模量E．E是常数，对于给定的物质是不变的。
弹性模量公式是:
E =应力/应变= σ/ ε
杨氏模量越大，材料越坚硬
弹性模量/杨氏模量的单位包括:纳米
－2或Pa。
塑料中使用的实际单位是兆帕(MPa或N/mm)
2)或吉帕斯卡(GPa或千牛/毫米)
2)．在美国的习惯单位中，它通常表示为磅(力)每平方英寸(psi)。
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应用程序包括:
弹性模量是材料选择、产品设计和性能分析的重要力学性能指标
医学应用．
- 用于选择各种用途的材料，考虑它在不同类型的力下会如何反应
- 辅助设计过程
- 为了降低材料成本，确定批次质量和生产一致性
查看杨氏模量的更多信息:
如何计算塑料的杨氏模量
影响弹性模量的因素
几种塑料的杨氏模量
如何计算弹性模量?
一般来说，“拉伸试验方法”是用来测量材料的弹性模量的。常用的方法有:
- 塑料拉伸性能的标准试验方法
- ISO 527-1:2012 -拉伸性能的测定。一般原则
当然，除了下面列出的方法外，还有其他几种方法，但在此不作讨论。
ASTM D638和ISO 527试验方法
ASTM D638和ISO 527测试方法涵盖了在规定条件下以标准哑铃形试样的形式测定塑料和塑料复合材料的拉伸性能。定义的条件可以从预处理，温度，湿度，到试验机速度。
用这些方法研究了试件的拉伸行为。
并且，根据拉伸试验结果可得到以下计算结果:
对于ASTM D638，测试速度由材料规格决定。对于ISO 527，测量强度和伸长率的测试速度通常为5或50mm/min，测量模量的测试速度通常为1mm/min。
伸长率计用于测定伸长率和拉伸模量。
看看一个有趣的视频显示方法来测试弹性模量(来源:ADMET测试系统)
杨氏模量的影响因素
模量与
原子的结合能．对于高熔点材料，结合力和弹性模量通常更高。杨氏模量确实取决于单晶材料的取向。
更高的温度在材料中增加了原子振动，这反过来又减少了进一步分离原子所需的能量(因此通常减少了产生给定应变所需的应力)。
杂质原子的存在合金原子、非金属夹杂物、二次相粒子、位错(晶格结构的位移或错配)和缺陷(裂纹、晶界等)。所有这些都可以削弱或加强一种材料。
-任何阻碍位错通过晶格运动的因素都会增加模量，从而增加屈服强度。
-任何促进错位运动(如温度升高)或产生局部应力上升(如裂纹、夹杂物等)的因素都倾向于降低强度(例如，通过促进早期失效)。
获得启发:通过了解前3个根本原因并从一开始就实施纠正措施，防止塑料部件失败。
塑料的弹性模量比金属、陶瓷和玻璃的弹性模量小得多。例如:
- 的弹性模量尼龙是2.7 GPa (0.4 x 106psi)
- 玻璃纤维的模量为72 GPa (10.5 × 106psi)
- 复合材料的杨氏模量等玻璃纤维增强复合材料(GFRC)或碳纤维增强复合材料(CFRC)介于基质聚合物和纤维相(碳或玻璃纤维)之间，取决于它们的相对体积分数。
高抗拉强度聚合物等级
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几种塑料的弹性模量
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得了
|
e m
|
PA-PC
|
PE-PL
|
PM-PP
|
PS-X
| 聚合物的名字 |
最小值(GPa) |
最大值(GPa) |
| ABS -丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 |
1.79 |
3.20 |
| ABS阻燃剂 |
2.00 |
3.00 |
| ABS高温 |
1.50 |
3.00 |
| ABS高冲击 |
1.00 |
2.50 |
| ABS/PC共混-丙烯腈丁二烯苯乙烯/聚碳酸酯共混 |
2.00 |
2.20 |
| ABS/PC混合20%玻璃纤维 |
6.00 |
6.00 |
| 阻燃ABS/PC |
2.60 |
3.00 |
| 非晶TPI共混，超高热，耐化学腐蚀(高流量) |
3.50 |
3.50 |
| 非晶TPI，高温，高流量，无铅可焊，30% GF |
10.53 |
10.53 |
| 非晶TPI，高温，高流量，透明，无铅可焊(高流量) |
3.10 |
3.10 |
| 非晶TPI，高温，高流量，透明，无铅可焊(标准流量) |
3.16 |
3.16 |
| 无定形TPI，最高耐热，耐化学，260°C UL RTI |
3.90 |
3.90 |
| 无定形TPI，耐热，透明 |
3.11 |
3.11 |
| 无定形TPI，中等温度，透明(食品接触许可) |
3.11 |
3.10 |
| 无定形TPI，耐热，透明(脱模级) |
3.12 |
3.12 |
| 无定形TPI，中等温度，透明(粉末形式) |
3.11 |
3.11 |
| ASA -丙烯腈-苯乙烯丙烯酸酯 |
2.00 |
2.60 |
| ASA/PC共混-丙烯腈-苯乙烯-丙烯酸酯/聚碳酸酯共混 |
2.00 |
2.60 |
| ASA/PC阻燃剂 |
2.50 |
2.50 |
| ASA/PVC共混物-丙烯腈-苯乙烯丙烯酸酯/聚氯乙烯共混物 |
2.00 |
2.20 |
| CA -醋酸纤维素 |
0.60 |
2.80 |
| CAB -醋酸丁酸纤维素 |
0.40 |
1.70 |
| 二乙酸纤维素-珠光膜 |
2.00 |
2.50 |
| 二乙酸纤维素光泽膜 |
2.00 |
2.50 |
| 二乙酸纤维素薄膜 |
2.50 |
2.90 |
| 二乙酸纤维素-无光膜 |
2.00 |
2.90 |
| 醋酸纤维素贴膜(食品级) |
2.00 |
2.50 |
| 二乙酸纤维素- clareflect金属化膜 |
2.10 |
2.60 |
| 二乙酸纤维素彩色薄膜 |
2.00 |
2.50 |
| 二乙酸纤维素阻燃膜 |
2.00 |
2.50 |
| 二乙酸纤维素-高滑移膜 |
2.30 |
2.80 |
| 二乙酸纤维素半声调薄膜 |
2.00 |
2.50 |
| CP -本体酸纤维素 |
0.45 |
1.40 |
| COC -环烯烃共聚物 |
2.60 |
3.20 |
| CPVC -氯化聚氯乙烯 |
2.50 |
3.20 |
| ECTFE |
1.70 |
1.70 |
| ETFE -乙烯四氟乙烯 |
0.80 |
0.80 |
| EVA -乙烯乙烯醋酸酯 |
0.01 |
0.20 |
| EVOH -乙烯乙烯醇 |
1.90 |
3.50 |
| FEP -氟化乙烯丙烯 |
0.30 |
0.70 |
| HDPE -高密度聚乙烯 |
0.50 |
1.10 |
| HIPS -高冲击聚苯乙烯 |
1.50 |
3.00 |
| HIPS阻燃V0 |
2.00 |
2.50 |
| 离聚体(乙烯-丙烯酸甲酯共聚物) |
0.80 |
0.40 |
| LCP -液晶聚合物 |
10.00 |
19.00 |
| LCP碳纤维增强 |
31.00 |
37.00 |
| LCP玻璃纤维增强 |
13.00 |
24.00 |
| 连结控制协定矿物填充 |
12.00 |
22.00 |
| LDPE -低密度聚乙烯 |
0.13 |
0.30 |
| LLDPE -线性低密度聚乙烯 |
0.266 |
0.525 |
| 透明丙烯腈-丁二烯-苯乙烯 |
1.90 |
2.00 |
| pa11 -(聚酰胺11)30%玻璃纤维增强 |
3.80 |
5.20 |
| pa46 -聚酰胺46 |
1.00 |
3.30 |
| pa46, 30%玻璃纤维 |
7.80 |
8.20 |
| pa6 -聚酰胺6 |
0.80 |
2.00 |
| PA 6-10 -聚酰胺6-10 |
1.00 |
2.00 |
| pa66 -聚酰胺6-6 |
1.00 |
3.50 |
| pa66, 30%玻璃纤维 |
5.00 |
8.00 |
| PA 66, 30%矿物填充 |
1.40 |
5.50 |
| PA 66，抗冲击改性，15-30%玻璃纤维 |
2.00 |
11.00 |
| pa66，冲击修正 |
0.80 |
1.20 |
| 聚酰胺semi-aromatic |
2.07 |
2.23 |
| PAI -聚酰胺酰亚胺 |
4.00 |
5.00 |
| PAI, 30%玻璃纤维 |
11.00 |
15.00 |
| PAI，低摩擦 |
5.00 |
7.00 |
| PAN -聚丙烯腈 |
3.10 |
3.80 |
| PAR -聚芳酸酯 |
2.00 |
2.30 |
| 帕拉(Polyarylamide)，玻璃纤维30-60% |
11.50 |
24.00 |
| 聚对苯二甲酸丁二酯 |
2.00 |
3.00 |
| PBT, 30%玻璃纤维 |
9.00 |
11.50 |
| PC(聚碳酸酯)20-40%玻璃纤维 |
6.00 |
10.00 |
| PC(聚碳酸酯)20-40%玻璃纤维阻燃剂 |
7.00 |
8.00 |
| PC -聚碳酸酯，高温 |
2.20 |
2.50 |
| PC/PBT共混物-聚碳酸酯/聚对苯二甲酸丁二酯共混物 |
1.80 |
2.30 |
| PC/PBT混合，玻璃填充 |
4.50 |
5.10 |
| PCL -聚己内酯 |
0.38 |
0.43 |
| PCTFE -聚一氯三氟乙烯 |
1.20 |
1.50 |
| PE -聚乙烯30%玻璃纤维 |
4.90 |
6.30 |
| PE/TPS共混-聚乙烯/热塑性淀粉 |
0.19 |
0.30 |
| 聚醚醚酮 |
3.50 |
3.90 |
| PEEK 30%碳纤维增强 |
13.00 |
22.30 |
| PEEK 30%玻璃纤维增强 |
9.00 |
11.40 |
| PEI -聚醚酰亚胺 |
3.00 |
3.00 |
| PEI, 30%玻璃纤维增强 |
9.00 |
9.00 |
| PEI，矿物填充 |
5.00 |
7.00 |
| PEKK (Polyetherketoneketone)，结晶度低 |
3.40 |
3.50 |
| PESU -聚醚砜 |
2.30 |
2.80 |
| PESU 10-30%玻璃纤维 |
3.50 |
8.50 |
| PET -聚对苯二甲酸乙二醇酯 |
2.80 |
3.50 |
| PET, 30%玻璃纤维增强 |
9.00 |
12.00 |
| PET, 30/35%玻璃纤维增强，抗冲击改性 |
7.00 |
9.00 |
| PETG -聚对苯二甲酸乙二醇 |
1.90 |
2.00 |
| 全氟烷氧基 |
0.70 |
0.80 |
| PGA -聚糖colides |
6.50 |
6.90 |
| PHB -聚羟基丁酸酯 |
3.10 |
3.30 |
| PI -聚酰亚胺 |
1.30 |
4.00 |
| 聚乳酸 |
3.40 |
3.60 |
| PLA，高温薄膜 |
3.30 |
3.50 |
| PLA，注塑成型 |
3.50 |
3.60 |
| PMMA -聚甲基丙烯酸甲酯/丙烯酸 |
2.50 |
3.50 |
| PMMA(丙烯酸)高温 |
2.50 |
4.30 |
| PMMA(丙烯酸)冲击改性 |
1.50 |
3.50 |
| PMP -聚甲基戊烯 |
0.50 |
1.60 |
| PMP 30%玻璃纤维增强 |
5.00 |
6.00 |
| PMP矿物填充 |
1.70 |
2.00 |
| 聚甲醛(缩醛) |
2.80 |
3.70 |
| POM(缩醛)冲击改性 |
1.40 |
2.30 |
| POM(缩醛)低摩擦 |
1.80 |
3.00 |
| POM(缩醛)矿物填充 |
4.00 |
5.50 |
| PP -聚丙烯10-20%玻璃纤维 |
2.80 |
4.00 |
| PP, 10-40%矿物填充 |
1.00 |
3.50 |
| PP, 10-40%滑石粉填充 |
1.50 |
3.50 |
| PP, 30-40%玻璃纤维增强 |
4.00 |
10.00 |
| PP(聚丙烯)共聚物 |
1.00 |
1.20 |
| PP(聚丙烯)均聚物 |
1.10 |
1.60 |
| PP均聚物，长玻璃纤维，填充量30% |
7.00 |
7.00 |
| PP均聚物，长玻璃纤维，填充量40% |
9.00 |
9.00 |
| PP均聚物，长玻璃纤维，填充量50% |
12.00 |
13.50 |
| PP，冲击修正 |
0.40 |
1.00 |
| PPA -聚酞酰胺 |
3.70 |
3.70 |
| PPA, 33%玻璃纤维增强-高流量 |
13.00 |
13.20 |
| PPA, 45%玻璃纤维增强 |
17.10 |
17.30 |
| PPE -聚苯醚 |
2.10 |
2.80 |
| 个人防护装备，30%玻璃纤维增强 |
7.00 |
9.00 |
| PPE，阻燃剂 |
2.40 |
2.50 |
| PPE，影响修改 |
2.10 |
2.80 |
| PPE，矿物填充 |
2.90 |
3.50 |
| PPS -聚苯硫醚 |
3.30 |
4.00 |
| PPS, 20-30%玻璃纤维增强 |
6.00 |
11.00 |
| PPS, 40%玻璃纤维增强 |
8.00 |
14.00 |
| PPS,导电 |
13.00 |
19.00 |
| PPS，玻璃纤维和矿物填充 |
10.00 |
17.00 |
| PPSU -聚苯砜 |
2.34 |
2.34 |
| PS(聚苯乙烯)30%玻璃纤维 |
10.00 |
10.00 |
| PS(聚苯乙烯)晶体 |
2.50 |
3.50 |
| PS，高温 |
3.00 |
3.50 |
| PSU -聚砜 |
2.50 |
2.70 |
| PSU, 30%玻璃纤维增强 |
7.60 |
10.00 |
| PSU矿物填充 |
3.80 |
4.50 |
| 聚四氟乙烯 |
0.40 |
0.80 |
| 聚四氟乙烯，25%玻璃纤维增强 |
1.40 |
1.70 |
| 聚氯乙烯(聚氯乙烯)， 20%玻璃纤维增强 |
4.50 |
7.00 |
| PVC、增塑的 |
0.001 |
1.800 |
| PVC，增塑填充 |
0.001 |
1.00 |
| PVC刚性 |
2.40 |
4.00 |
| PVDC -聚偏二氯乙烯 |
0.35 |
0.50 |
| PVDF -聚偏二氟乙烯 |
1.50 |
2.00 |
| SAN -苯乙烯丙烯腈 |
2.80 |
4.00 |
| SAN, 20%玻璃纤维增强 |
8.00 |
11.00 |
| SMA -苯乙烯马来酸酐 |
2.40 |
3.00 |
| SMA, 20%玻璃纤维增强 |
5.00 |
6.00 |
| SMA，阻燃V0 |
1.80 |
2.00 |
| SMMA -苯乙烯甲基丙烯酸酯 |
2.10 |
3.40 |
| SRP -自增强聚苯乙烯 |
5.90 |
8.30 |
| TPI-PEEK混合，超高热，耐化学，高流量，240C UL RTI |
4.20 |
4.20 |
| TPS，注射通用 |
0.80 |
3.00 |
| TPS，抗注入水 |
0.63 |
0.72 |
| 超高分子量聚乙烯 |
0.30 |
0.60 |
| XLPE -交联聚乙烯 |
0.35 |
3.50 |
查看所有提供高拉伸强度的聚合物和弹性体