一．高分子材料的結構和力學特性
1．高分子材料結構的特點
從化學結構來看，高分子材料有與金屬、無機非金屬材料相同的，即也是通過化學鍵將原子或離子連接在一起構成分子的，但與金屬、無機非金屬材料有突出的差別：其一，高分子的分子量相當大，一般呈長、徑比極其懸殊的長鏈狀，有的還帶有支鏈，還有一些高分子呈星形、梯形、螺構形、樹形等；其二，一般的合成高分子，也有一些天然高分子，分子量是不均一的，其大小呈一定類型、一定寬度的分布；其三，化學結構復雜、多變。如聚氯乙烯（PVC），高分子一定全是氯乙烯單體單元鍵接構成的，中間可能有“雜結構”；將氯乙烯單體單元帶氯原子的一端叫“頭”，另一端叫“尾”，鍵接成高分子鏈時不一定全是頭－尾、頭－尾鍵接，還可能有頭－頭、尾－尾鍵接。正是由于化學結構的特殊性，也帶來分子聚集態結構的一些特殊性。從高分子的聚集態結構來看，高分子材料有與金屬、無機非金屬材料相同的，如都有結
晶態、非結晶態等，但還有非常顯著的特殊性：其一，一些高分子材料制品呈取向態聚集態結構，賦予了能滿足使用求的性能，如纖維、打包帶、捆扎用的撕裂膜以及塑料薄膜、塑料瓶、塑料桶等。一般的非取向態高分子材料在合適條件下拉伸時，也可以由非取向態聚集態結構轉變為取向態聚集態結構。取向單元可以是大分子和/或鏈段和/或微晶的某一晶軸或某一晶面；其二，結晶聚合物一般都是晶區、非晶區兩相共存，不會是100％的高分子都排入晶格，有“結晶度”這一概念。結晶結構的完整程度比小分子晶體的差，結晶結構完整程度分散性大，結晶形態多樣，其中伸直鏈晶體、串晶、柱晶、纖維晶、捆束晶等都是小分子晶體不具有的。小分子晶體晶格結點上排布的是分子或離子或原子，高分子晶體除極個別的
二．
材料力學試驗機設計關于材料
力學試驗機的設計，筆者懂得甚少，僅結合使用中的感想提出一些粗淺想法。用于材料力學性能測試的試驗機，設計時既要依據國家及國際的有關標準，又要盡可能考慮科研工作中一些非標準的測試。例如，有的材料有屈服現象但無明顯的屈服點，也應能準確的給出屈服應力、屈服應變。又如，現在用的是工程應力、工程應變，給出的是工程應力－應變曲線，對于應變量小的還可以，有關標準也是這樣規定的，但對于相當大應變的，用工程應力、工與實際的偏差就太大了，應該用真應力、真應變以及真應力－真應變曲線。我們在教學時也是這樣給學生講的。如果對于易產生大形變的材料測試時能給出真應力、真應變以及真應力－真應變曲線就太好了。不過，做起來有相當大的難度。用于高分子材料力學性能測試的試驗機，設計時要盡可能考慮高分子材料結構、分子運動、力學性能的特殊性，增加一些功能。例如，試驗機的框架要高一些。因為我們現在用的試驗機，已經達到最大行程了有的試樣還沒拉斷。又如，拉伸彈性模量測得準大形變也能測得準的功能；測定比例極限應力、比例極限應變的功能等。學校用的力學性能測試的試驗機，設計時要盡可能考慮操作簡便、軟硬件保護功能好。因為學校用的力學性能測試的試驗機既要服務于科研，又要服務于教學，多人操作，尤其是常會有新手上機，曾出現過傳感器被頂壞、把軟件搗癱瘓等事故。
