物性表中的数据你都看得懂吗？买原料和卖改性料都需要！（附38种塑料性能术语）
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作为一名材料行业工作者，常需要根据客户需求选择合适的原料牌号，当我们接触一个新牌号的时候，第一个要看的，就是物性表（Technical Data Sheet，简称TDS）。
里面不外乎几个主要的指标：密度，熔指，熔点，软化点，屈服拉伸强度/伸长率，断裂拉伸强度/伸长率，简支梁冲击能量，弹性模量；薄膜级的还会有落镖冲击强度，撕裂强度，雾度，光泽度等等。
然后就是xx公司的说明：这个材料非常非常适合什么加工方式，完美的诠释了什么什么性能，材料很好、很好、非常好、特别好之类的。
图 | TDS数据表示例
一、看了以上数据表后，脑海中直接得出如下结论：
1. 屈服拉伸强度决定了最终产品的承载性能。也就是说，产品的使用性能由屈服拉伸强度决定。
2. 断裂伸长率与材料的冲击性能有密切的关系；
3. 决定屈服拉伸强度的因素主要是：共聚单体类型（就是我们说的碳4，还是碳6，碳8啊之类的），分子量分布等。
有人肯定会问，那为什么还要看拉伸强度？
拉伸强度决定了材料的许用应力！
二、拉伸强度和伸长率的说明：
这是几条不同材料的典型的应力应变曲线：
第一条曲线：是脆性的材料，比如，石头。
第二条曲线：是高刚度的材料，比如硬质塑料，聚苯乙烯（PS）等；
第三条曲线：典型的聚乙烯受力和变形的曲线；
第四条曲线：典型的橡胶材料。
我们这里只说第三条。
图中坐标的横轴表示材料的变形量，就是应变（伸长率）；纵轴表示材料受力的数值，就是应力。
曲线上有两个点：
B点：在纵轴上的读数，就是屈服拉伸强度。
C点：在纵轴上的读数，就是断裂拉伸强度。
需要说明一点，C点的数值不是必然大于B的。
在B点，横轴上的数值是Ey，表示材料发生了Ey大小的变形（延长），这是拉伸屈服伸长率。记住，理论上，这个变形是可以还原的；实际上，是可以大部分还原的。之后发生的变形，都是不可还原的了。
在C点，横轴的数值是Eb，表示材料发生了Eb大小的变形。这个数值是材料的极限了。也就是说，到这里，材料不能继续伸长，断掉了！这就是断裂伸长率。
好了，基础部分就简单的介绍完了，下面是原理部分。
刚说了，聚乙烯在受力时的变形，开始的时候是可以恢复的，之后就不能了。好像我们拉一个弹簧，在一定范围内，弹簧会缩回去，但是力太大了，弹簧就拉直了，不能恢复了。聚乙烯原理一样。但是聚乙烯的什么地方起到了弹簧圆圈的作用呢？我们看看下面这个图：
图 | 聚乙烯试样拉伸时球晶结构的变化过程
从图上可以看出来，聚乙烯的球晶起到了弹簧的作用。那么在屈服拉伸强度之内，球晶是可以复原的；而在屈服强度之外，球晶就被打开了，成为分子间的链，回不去了，宏观的表现就是聚乙烯材料被拉长了。最后，在断裂拉伸强度的时候，材料被拉断。
在整个拉伸变形的过程中，分子一直在吸收能力，也就是受力。这样更高伸长率代表着更多能量的吸收，因此产品表现出来的性能就更好。
产品的使用中，我们希望材料能够承受更大的拉力，不发生不可逆的变形，那需要怎么选择材料呢？
我们要看一下两个指标：
1. 共聚单体的类型
图 | 短支链（共聚单体）类型对LLDPE的拉伸形变曲线的影响
从上图我们可以看出来，在相似的密度和熔指下，碳6共聚单体的聚乙烯材料，比常见的碳4的聚乙烯材料，表现出更好的屈服强度和断裂伸长率。
原因在于，碳6共聚的聚乙烯材料，在分子间存在更多的长支链，大幅提高了聚乙烯的韧性。从物理性能上看，极大的提高了冲击性能。
同时，因为高碳共聚单体的作用，材料的抗环境应力（ESCR）性能也会大幅提高。
欧美同行开发产品的时候，对材料的第一个问题一般就是问这个材料共聚单体是碳几的？希望我们这边也会逐渐的更加专业！
2. 分子量的影响
微观上看，聚乙烯是一种混和物。不同长度的分子链纠缠在一起，形成我们肉眼看到的形态。那么，随着分子量增加，也就是分子链的延长，系带分子、也就是支链会增加。这样会提高产品的拉伸强度和伸长率。
比如LDPE和LLDPE品种，LDPE分子很少支链，而LLDPE会有很多支链，所以相比起来，LLDPE表现出更好的物理性能，而LDPE表现出更好的光学性能（透明度，光泽度，因为分子量低，结晶少）。
再比如普通的齐格勒纳塔（ZN）催化剂生产的聚乙烯和茂金属（MAO）催化剂生产的聚乙烯。因为茂金属聚乙烯更窄、更均匀的分子量分布，所以表现出更好的力学性能，甚至光学性能。相比LLDPE，茂金属聚乙烯（MPE）物理性能的提升是全面的，超越性的。
还要说明的一点是，我们常常对不同的材料进行比较。有些性能之间是反向关系的，比如密度和冲击强度。
想说的是，这个比较是有前提的：那就是，要在同样催化剂体系下，同样的共聚单体条件下比较。比如，你用这样的规则比较同样是ZN催化剂，C4共聚单体的密度为0.934和0.938的材料，是可以的，结论是正确的。但是如果你比较ZN，C4，密度0.934和茂金属C6，密度0.940的牌号，那就不正确了。
或者打个比方，摔跤的时候，要同样重量级的比赛，不能跨重量级比赛。25kg重量级选手是很难赢80kg重量级选手的！
38种塑料性能术语
在塑料物性表中，经常会遇到一些术语，准确理解这些术语的含义，有助于更好地掌握塑料的性能，小编今日列出了38种塑料性能术语，教你看懂物性表。
01
拉伸强度
在拉伸试验中，试样直至断裂为止所受的最大拉伸应力。其结果以公斤力/厘米2[帕]表示，计算时采用的面积是断裂处试样的原始截面积。
02
扬氏模量
在拉力作用下的弹性模量，即在比便极限内，拉伸应力与相应的应变之比。
03
弹性极限
在应力除遗留任何永久变形的条件下，材料能承受的最大应力。(注：在实际测量应变时，往往采用小负荷而不用零负荷作为最终或最初的参考负荷。)
04
弹性模量
在比例极限内，材料所受应力(如拉伸、压缩、弯曲、扭曲、剪切等)与材料产生的相应应变之比。
05
冲击强度
(1) 材料承受冲击负荷的最大能力。
(2) 在冲击负荷下，材料破坏时所消耗的功与试样的横截面积之比。
06
弯曲强度
材料在弯曲负荷作用下破裂或达到规定挠度时能承受的最大应力。
07
维卡软化点试验
评价热塑性塑料高温变形趋势的一种试验方法。
该法是在等速升温条件下，用一根带有规定负荷，截面积为1平方毫米的平顶针放在试样上，当平顶针刺入试样1毫米时的温度即为该度样所的维卡软卡软化温度。
08
硬度
塑料材料对压印，刮痕的抵抗能力。(注：根据试验方法不同，有巴氏(Barcol)硬度，布氏(Brinell)硬度，洛氏( Rockwell)硬度，邵氏(Shore)硬度，莫氏(Mohs)硬度，刮痕(scratch)硬度和维氏(vickers)硬度等。)
09
屈服应力
在应力-应变曲线上屈服点处的应力。应力，作用于物体单位面积上的力。
(注：若单位面积按原始截面积计算，则所得应力为工程应力;若单位面积按变形瞬间的截面积计算，则所得的应力为真应力。应力有剪应力，拉伸应力和压应力等区别。)
10
应力开裂
长时间或反复施加低于塑料力学性能的应力而引起塑料外部或内部产生裂纹的现象。
(注：引起开裂的应力可以是内部应力或外部应力，也可以是这些应力的合力，应力开裂的速度随塑料所处的环境而变化。)
11
内应力
在没有外力存在下，材料内部由于加工成型不当，温度变化，溶剂作用等原因所产生的应力。
12
应力应变曲线
在材料试验中，以纵坐标表示应力，横坐标表示应变，所作的应力-应变曲线。
13
屈服点
在应力-应变试验中，应力-应变曲线上应力不随应变增加的第一个点。在屈服点处，受力的试样开始产生永久形变。试样所受应力可为拉伸，压缩或剪切应力中任何一种。
14
蠕变
在恒定应力下，材料应变随时间而变化的现象。(注：不包括瞬间应变。)
15
蠕变复原
试样除去负荷后，其变形随时间而减少的部分。
16
疲劳极限
在疲劳试验中，应力交变循环大至无限次而试样仍不破损时的最大应力叫疲劳极限。(注：许多塑料事实上并不存在疲劳极限，为此，特用循环次数达到107至108次而试样尚有50%不破坏情况下的应力表示疲劳极限。)
17
疲劳寿命
试样在交变循环应力或应变作用下直至发生破坏前所经受应力或应变的循环次数。
18
雾度
透明或半透明塑料的内部或表面由光散射造成的云雾状或混浊的外观。以向前散射的光通量与透过通量的百分率表示。
19
透光率
透过透明或半透明体的光通量与其入射光通量的百分率。
20
透明性
物体透过可见光并散射较少的性质。
21
耐油性
塑料抵抗油类引起溶解，溶胀，开裂，变形或物理性能降低的能力。
22
线膨胀系数
温度每变化1度材料长度变化的百分率。
23
各向异性
各向异性的材料在所有方向上具有不同的物理性能值。(挤出的薄膜和片材在卷取方向上与横向上性能有所不同，双轴取向的薄膜可以减弱其各向异性。可以通过取向而提高制品的强度。)
24
密度
密度是材料单位体积的重量，通常用g/cm3表示。(注塑过程中，可把零件的重量变换为密度，用于检查每模成型产品的质量，或者评估制品注塑过程模与模之间的均匀性。零件重量可以用作质量和过程控制的检测点。)
25
弹性
弹性是用来描述材料受力变形后恢复到原来形状和尺寸的能力。
(塑料在较低的拉伸强度(≦1%)下呈现出一定的弹性。弹性取决于树脂和添加剂的多少和类型。橡胶和热塑性弹性体在较宽的温度范围内(50-180F)有较好的弹性。)
26
塑性
塑料材料在受力还未达到破坏之前，释放力后不能恢复到原来的形状的性能称为塑性，但这并不是指材料的流动和蠕变。
(增强和填充的树脂有较低的塑性，在低应力下就会断裂。随温度的升高，热塑性塑料会有更好的塑性。在低温下塑料有较低的塑性而变得很脆。伸长率是一个测量塑性的很好的方法。热固性塑料，特别是酚醛树脂，塑性非常低。)
27
冲压成型
根据材料的塑性，冲压成型可以使材料在集中的高压下流动。
(冲压成型可以使材料的分子取向，在冲压成型的区域增加柔性和撕裂强度。半结晶和结晶的树脂经常被冲压成型以制成零件的铰链。塑性材料如ABS、PVC和其他无定形树脂也可冲压成型，但它们的柔性和撕裂强度通常较工程树脂低。)
28
应力发白效应
由于塑料产品的局部受力过大容易产生应力发白，在没有形变的条件下弯曲至超出其屈服点或其他不导致其变形的方法也会产生应力发白。
(可以利用应力发白来分析一种产品是否失效或可能失效。)
29
延展性
具有延展性的材料可以被拉伸、卷曲或在不破坏其物理性能整体性的情况下伸展成另一种形状。延展性是指材料被拉伸后的性能，通常为受热后改变材料形变的速度。
(注塑和挤出成型的产品利用其延展性可以在其仍然很热的情况下与其他零件装配或改性产品。如挤出的高硬度高填充PVC管，在成型管材之后，就在一端通过机械扩张出一个连接用扩张口。)
30
韧性
韧性是材料在不发生失效的情况下，吸收物理能量的能力。(通常韧性材料具有高的伸长率，脆性材料具有低的伸长率。)
31
落锤冲击
这是一种快速剧烈的冲击测试方法，是在一个模塑成型的特定厚度的圆片上完成。(这是一种评估材料韧性的最好方法，但并不能测试所有材料。)
32
简支梁和悬臂梁冲击强度
简支梁和悬臂梁冲击强度测试是测量材料在一个模塑成型或机加工的试样上有缺口和无缺口的样条吸收冲击能量的能力。
33
脆性
脆性是表示树脂没有韧性和延展性，具有低的伸长率的性能。
热固性塑料，特别是酚醛类塑料，如果没有经过能吸收能量的添加剂和填充剂改性的话，便会显示出脆性。
影响材料脆性的因素有分子量和改性剂如增塑剂、炭黑、填充剂、橡胶和增强材料等。许多基材树脂本身坚韧而没有脆性，如PE、PP、PET、尼龙、聚甲醛和PC。
34
张力冲击
张力冲击是测定塑料材料在受力状态下突然受到冲击后的韧性，测试装置类似于悬臂梁冲击强度的测试仪器。
张力冲击试验检验材料的冲击撕裂强度，样品可以是方形、圆形或哑铃形测试样条。(许多工程师认为张力冲击与简支梁和悬臂梁冲击测试相比更能代表材料在实际中的韧性。)
35
缺口灵敏度
缺口灵敏度是描述裂纹沿着材料蔓延的容易程度的术语。提示高伸长率的树脂有较好的抑制缺口的能力，缺口灵敏度在材料的数据表上以缺口悬臂梁冲击强度数据列出。
36
润滑性
热塑性塑料具有自润滑性，表示材料在相对运动时承受载荷的特性。(润滑性较好的塑料在运动和静止测试中都具有较小的摩擦系数。)
37
磨损和摩擦
当零件、齿轮、轴承、滑轮等的接触表面和其他组件有相对运动时，就需要认真地选择材料以降低磨损。
(材料供应商通常会提供树脂在应用于不同的配合材料和表面抛光时的磨损和摩擦信息。
为了降低零件在运动时的接触磨损，经常使用不相似的材料。性能相似的材料之间在高摩擦速率时经常比不同材料间产生的磨损高。
一般来说，纤维增强塑料较无纤维增强材料有较大的磨损尼龙具有天然的润滑性能够在负荷情况下形变而没有磨损。塑料不遵从经典的摩擦定律。 在选择材料作磨损应用前，要决定所有在最终应用环境中的因素。)
38
收缩
热塑性塑料加热后会变成流体并且膨胀，冷却时会从初始的熔融状态固化并收缩，这种从液态到固态并伴随体积和密度的变化称为材料或模具收缩率。
(供应商通常提供的收缩率是在最佳注塑条件下测得的收缩率。该数值是平均值并且根据注塑条件和方向会有变化。无定形树脂较结晶和工程树脂收缩率要小。注塑过程中，在横向及与流动方向成90°角的方向上收缩稍高一些。
如果截面厚度增加，模具和材料收缩量就会增加，甚至在与流动方向垂直的横向上收缩会更高。模具设计者必须通过模腔内的尺寸来调整那些不能由模具控制的尺寸。
必须根据截面厚度调整每种材料的收缩率、浇口在零件上的位置，材料充模的位置。注塑条件如熔化温度、模具温度、注射温度和压力在生产过程中也有助于控制收缩量。)
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