日本东丽Amilan聚酰胺Nylon尼龙PA6塑料

图1.尼龙拉伸应力-应变曲线

一般，拉伸特性由应力-应变曲线（S-S曲线）所表示。图1所示的是非强化尼龙极度干燥状况的情况下和大气压平衡的吸水情况下的代表性拉伸应力-应变曲线。从此图可以看出，吸湿后的应变-应变曲线会变成一条光滑的曲线。但是，一旦突破屈服点（图1的B点）后，会发生所谓的“缩颈”现象，尼龙材料急速伸长。实际设计时，将屈服应力与安全率的比值作为安全容许应力使用，尼龙上的安全率一般设定在3～8的情况较多。运用玻璃纤维作为强化填充物被强化的尼龙就不会产生“缩颈”现象，而是变脆和断裂。拉伸强度是由屈服状态下的材料的屈服应力，脆性损伤状态下的材料的断裂应力所表示。

材料的易变形程度的标准由拉伸模量所表示，图1对应的是应力-应变曲线的比例限度（到A点的直线部分）的斜率。现在，让我们试着求出在大气中的平衡吸水率（2.5%）下的尼龙66的拉伸模量，比例限度值0.5%的对应应力为7.5MPa，

拉伸模量=应力/应变=7.5MPa/0.005=1500MPa=1.5GPa。同样的，求出大气平衡的吸水情况下的尼龙6，尼龙610的拉伸模量，分别为1.1GPa、1.2GPa。
 

尼龙的拉伸特性温度依赖性极大，伴随着温度的上升拉伸强度，拉伸拉伸模量会同时下降。而且，因吸水产生的模量下降，如同温度依赖性的曲线在低温值处会产生变化轨迹所示。代表性的等级尼龙，拉伸强度的温度依赖性详见图2～5，拉升模量的温度依赖性详见图6～7。

图8. 3处弯曲试验

弯曲特性通常如图8所示三点弯曲试验进行评价是一般的做法，作为测试指标的有弯曲强度，弯曲断裂形变度，弯曲模量等。

• b:试验切片的宽度

• h:试验切片的厚度

• L:支点间的距离

• W:负荷

• δ:挠度

测试时，应力 δ 与应变 ε 为:
σ=(3L/2bh2)·W???(a)
ε=(6h/L2)·δ???(b)

将断裂时的负荷带入(a)式后可决定弯曲强度，测试点的挠度带入(b)式后，可得出弯曲断裂形变度。
弯曲拉伸模量代入负荷-挠度曲线的直线部分的一点上的负荷和挠度，由(c)式所得出的。

弯曲拉伸模量=σ/ε=(L3/4bh3)·(W/δ)???(c)

弯曲特性也与拉伸特性相同，需要由温度，吸水率依赖性来表示。关于代表性等级的尼龙，其弯曲强度的温度依赖性和弯曲模量的温度依赖性由图9～12，图13～16表示。

图22 CM1017，CM3001-N的表观模量系数

实际设计情况下，为了估算变形量易会被用到的就是表观模量，即为经过一定时间的拉伸模量。图22显示了室温下的CM1017(尼龙6)和CM3001-N(尼龙66)的表面拉伸力。基于此将可以求出CM3001-N(尼龙66)在应力20MPa下的经1年后的变形量。

图22中可以得到1年后(8,760小时候)表观模量是0.66GPa，那1年后的变形量为

变形量=20MPa/0.66GPa≒0.003=3%

可是，表观模量可适应的应力范围为，室温下，CM1017(尼龙6)是20MPa以下，CM3001-N(尼龙66)是22MPa以下。