高聚物疲勞
正文
高聚物材料在一定的長期的或反覆多次的應力或應變的情況下，其力學性能的衰減乃至材料的最後損壞。在給定的溫度和應力或應變條件下，使材料損壞所需的時間或周期數稱為疲勞壽命。材料在多次形變下先產生裂紋（即銀紋），再發展成裂縫，最終導致材料的破壞。因此，通過疲勞試驗，可以知道高聚物抵抗產生裂縫的能力。高聚物的疲勞壽命受應力和溫度的影響。應力愈大，高聚物的疲勞壽命愈短。在足夠低的應力下，高聚物材料可承受長期應力或應變而不致損壞。使材料不損壞的最高極限應力稱為疲勞耐久極限。許多高聚物的疲勞耐久極限在其靜抗拉強度的20％～35％之間。因此,在設計受振動的結構部件時，允許承受的最大應力應該是在疲勞耐久極限之下，而不是在抗拉強度之下。高聚物的疲勞壽命還隨溫度的升高而縮短。高聚物本身的力學阻尼對其疲勞壽命有很大影響。高聚物的阻尼或滯後常使試樣在外力作用下產生相當大的熱量，導致試樣的溫度上升。因此，對於那些隨溫度升高而強度下降很快的高聚物,阻尼高將會影響其疲勞壽命。隨著高聚物的阻尼、試樣所受的應力、應變速率和試樣尺寸的增加，熱積累也增大，從而使其疲勞壽命縮短。此外,試樣有缺陷時,將產生應力集中而使疲勞壽命縮短。不同的試驗條件（如恆應變試驗或恆應力試驗）將導致同一種高聚物疲勞壽命存在差異,從而可預計高聚物在不同條件下的壽命,也可估計其耐久使用的條件。
高聚物的疲勞主要是一種力學老化過程。但是，在多次形變下材料的耐久性也與化學過程（熱、氧、光的化學老化）有關，因為在外力作用下，分子鏈斷裂而產生的自由基將參加化學反應，從而加速了分子鏈的斷裂。這種由外力引起的化學反應稱為高分子力化學反應。
