Прочность является одной из важнейших характеристик всех конструкционных материалов, в том числе и полимерных. Поли­мерные материалы подразделяются на твердые (пластмассы, во­локна, пленки), которые характеризуются относительно высоки­ми модулями упругости (103—104 МН/м2), и мягкие (высокоэла­стические материалы — резины с модулями упругости 1 — 10 МН/м2). Механизм и закономерности разрушения тех и других существенно различны. В этой главе рассматриваются природа и закономерности прочности твердых полимеров.

Прочность характеризует сопротивление материалов разруше­нию под действием внешних сил. Под разрушением полимера по­нимается разрыв его на части (нарушение сплошности), т. е. раз­рушение — процесс, приводящий к образованию новых поверхно­стей раздела [10].

Прочность зависит от времени действия нагрузки, температуры и других факторов, а также от структуры полимера, наличия различных дефектов и других особенностей структуры, например молекулярной массы, молекулярной ориентации и т. д. Полимеры обладают как общими для твердых тел, так и специфическими закономерностями разрушения. К ним относятся зависимости прочности от времени действия нагрузки (временная зависимость прочности), температуры (температурная зависимость), вида нап­ряженного состояния, молекулярной массой и структуры полимера (химической и надмолекулярной структуры, молекулярной ориен­тации, степени поперечного сшивания и т. д.). В различных физи­ческих состояниях полимеры характеризуются различными специ­фическими механизмами разрушения, во многих из которых суще­ственную роль играют релаксационные процессы.

Важнейшей характеристикой прочностных свойств является долговечность тд (время, в течение которого нагруженный обра­зец не разрушается), отражающая кинетический характер про­цесса разрушения. В инженерной практике используются понятия кратновременной и длительной прочности. Кратковременная проч­ность Ор (или разрывное напряжение) обычно определяется на разрывных машинах при заданных режимах скорости нагруже­ния и скорости деформации. Характерное время до разрушения — порядка 102 с. Длительная прочность обычно определяется при нагружении статическими или переменными нагрузками, малыми по сравнению с пределом прочности ар. Кратковременная и дли­тельная прочность полимеров относятся к технической прочности, которая обычно значительно ниже так называемой теоретической прочности материала с идеальной структурой.