延展性（Ductility）是指材料在拉伸应力（拉力）作用下，产生显著塑性变形而不发生断裂的能力。想象一下弯曲一根金属丝直到它变成U形——这就是延展性的体现。通俗来说，具有延展性的聚合物可以被拉伸和延长而不会折断。

材料通常表现为以下两种行为：

玻璃态（脆性行为）： 当塑料表现得像玻璃一样时，意味着它在发生极小塑性变形时就会碎裂，即脆性断裂。此类材料在没有明显的伸长或拉伸情况下突然断裂，显示出较低的延展性。

哑铃型（延展性测试样条）： 哑铃型（Dog Bone）是拉伸测试中用于测量延展性的标准试样形状。它具有窄小的“腰部”区域，确保变形和最终断裂发生在该处，从而实现对伸长率和延展性的精确测量。

为什么延展性对聚合物至关重要？

延展性在多个方面发挥着至关重要的作用：

加工性能： 许多聚合物需要经过吹塑或热成型等成型工艺。延展性允许材料被拉伸、模塑并成型为各种形状，而不会出现开裂或撕裂。

耐用性： 延展性聚合物可以通过变形而不是折断来吸收冲击能量。这使得它们更耐跌落、碰撞和划伤，从而延长使用寿命。

设计灵活性： 延展性允许创造脆性材料无法实现的复杂形状和设计，为各行业的创新产品设计打开了大门。

安全性： 在电线绝缘或流体输送管道等应用中，延展性必不可少。它确保材料能够承受应力和应变而不发生灾难性失效，从而预防潜在事故。

什么是 DBTT（韧脆转变温度）？

延脆转变温度（Ductile-to-brittle transition temperature, DBTT）是指材料行为从延展性（柔韧且能变形）转变为脆性（刚性且易碎）的临界温度。穿刺测试（Puncture test）是测量 DBTT 最简单的方法。

ISO 6603-2（塑料多轴冲击行为的测定）和 ASTM D3763（塑料高速穿刺性能的标准测试方法）为塑料穿刺测试提供了指导。

延展性行为： 在高于 DBTT 的温度下，材料表现出延展性。它可以弯曲、变形并吸收冲击能量而不折断。这在许多应用中是理想的状态。

脆性行为： 在低于 DBTT 的温度下，材料变得脆弱。它失去了柔韧性，在应力或冲击下更容易开裂或粉碎，这可能引发安全忧虑。

影响聚合物延展性的因素有哪些？

分子结构： 具有长且柔性链的聚合物往往更具延展性。这些链在应力下容易相互滑动，从而在不折断的情况下产生变形。

结晶度： 分子链紧密堆积的高结晶聚合物通常延展性较差。结晶区充当了限制分子链运动的刚性域，使材料变脆。

交联度： 聚合物链之间存在的交联限制了它们的运动，从而降低了延展性。交联可能有利于提升强度，但会以牺牲柔韧性为代价。

温度： 通常，聚合物在较高温度下延展性更好。热能的增加使分子链更容易运动和变形。

塑料牌号选择标准

理想的选择应基于上述因素的综合考量。以下是一些以高延展性著称的聚合物示例：

1.高延展性的关键特征/特性：

高断裂伸长率： 这是衡量延展性最直接的指标。应寻找伸长率百分比高（如 >50%，真正的延展性材料通常更高）的牌号。

低屈服强度且伴随显著的屈服后变形： 一种在屈服后能平稳过度，并在断裂前在大应变范围内持续发生塑性变形的材料，具有极高的延展性。

高韧性（应力-应变曲线下的面积）： 虽然与延展性不完全等同，但强韧的材料在断裂前能吸收大量能量，这通常与高延展性正相关。缺口冲击强度（Izod 或 Charpy）数值非常重要，尤其是在实际工作温度下。

无缺口敏感性： 理想的延展性材料即使在存在应力集中点（如缺口、尖角）时，仍能保留大部分延展性。低缺口敏感性对实际零部件的性能至关重要。

2.分子结构特征：

无定形或低结晶度： 无定形聚合物因其无序的分子结构通常表现出良好的延展性，但这很大程度上取决于聚合物化学成分、温度和加工条件。

无增强材料（或特定类型）： 未填充或橡胶改性的牌号通常比纤维增强复合材料更具延展性，因为后者通常以牺牲延展性为代价来提高刚性和强度。

分子量控制： 虽然高分子量通常能提高强度，但过高的分子量有时会导致加工困难并产生内应力；在特定应用中，稍低的分子量反而能让分子链更容易滑动，从而提高延展性。