研究高聚物的表观粘度受诸因素的制约，对优化高聚物的成型工艺极为重要。例如，在加工模塑制品时，必须根据所用树脂的性质，控制预热及模塑的时间和温度，以使树脂达到完全的粘性流动，弹粘形变充分松驰，保证了熔体在模型型腔内冷却到璃璃态时，不会有大分子来不及回复到无规线团构型就被就地“冻结”，从而避免了应力在材料内的积累。这种应力使制品易于开裂。在热塑性塑料挤出工艺中，如果使用过大的挤出压力或过快的挤出速度，都会使熔体的流动失稳，发生湍流、涡流等无规流动现象，在挤出物中出现不正常的扭曲、表面粗糙、疙瘩等，严重时导致不规则断裂。这些现象统称为“熔体破坏”。
当熔体温度接近粘流温度时，高聚物对强迫高速流动表现出明显的受压回弹行为。例如，高聚物熔体在压力下被从模口强行挤出时，会在模口外发生膨胀，挤出物的截面积大于模口的截面积。这种现象与熔体破坏现象都来自高聚物熔体的弹粘性。高聚物熔体的弹粘性以粘流性为主，受压回弹性为次。
4.虎克弹性
虎克弹性出现于玻璃态的非晶高聚物中，此时高聚物的力学性质与无机玻璃相似，处于普弹性状态。在玻璃态下，不发生大尺寸的分子运动，链段活动受到很大限制，仅有一些原子和小的基团能克服次价键力的限制而发生局部的微弱热运动可能表现为键长的伸缩形变及键角的改变，多数属于原子围绕平衡位置所作的短程振动。
在虎克弹性区域内，高聚物出现最大模量值（约为105～5.5N／cm2）；温度升高时模量值的改变很小，高聚物刚硬；受力时的形变服从于虎克定律，并能在极短时间内达到平衡；外力作用所能引起的形变值很小；体积膨胀系数较小。
在玻璃化转变温度附近，非晶态高聚物的模量下降很快，虎克定律不再适用，形变开始带有不可逆性。在玻璃化转变温度以上，大分子内的较长链段的扩散运动得以进行，此时所需要的自由体积大于玻璃态下仅需满足原子的短程振动所必需的值，因而表现为T＿以上的体积膨胀系数增大。
5.结晶高聚物的流变学性质的复杂性
非晶态高聚物是各向同性的，它们总带有不同程度的均一性，这就保证了在一定范围内应力的分布是均匀的。这种范围有时局限在小区域内，有时则可到整个体系。结晶高聚物由较大的晶粒聚集在一起，晶粒的空间分布方向的不均一性使结晶高聚物具有各向异性，受力时必然会在某些局部出现应力集中现象。实际上，结晶高聚物可视作无数个有序度及几何尺寸差异都很大的微区的集合。按两相模型，在集合中包括了完全有序的晶粒及完全非晶态的微粒的极端情况。应力变化引起结晶的熔体或生长，也会改变这些区域的大小及有序度。由于晶态与非晶态大分子的流变性质存在差异，同类高聚物的力学性质会随结晶度的不同而异。
增塑聚氯乙烯、弹性聚酰胺等高聚物的结晶度仅为5%～10%。它们的力学行为类似于轻度交联的非晶态高聚物，它们结构内的结晶区域对流变性的影响与交联的作用相类似。它们的玻璃态与橡胶态间的转变区域的温度范围较宽。结晶区域对大分子链的整体运动和链间滑移都有阻滞作用，该作用对时间来说是稳定的，对温度升高却不稳定。低结晶度高聚物的粘弹性质与非晶态高聚物极为相像。
结晶度为20%～60%的高聚物（如低密度聚乙烯），在伸长率小于1％、温度远低于Tm值、外力作用时间不太长时，它们的力学行为与低结晶度的高聚物相似。在高度延伸情况下，它们则呈现应力松驰及冷流现象，同时伴有结晶形态的改变。该区域内高聚物的流变学、力学行为与结构的关系还不清楚，尚缺乏适当的理论解释。在Tg以上，具有中等结晶度的高聚物表现出似皮革状特征；在略低于Tg时，则出现似角质状特征。这两种情况下它们都有良好的抗冲击性能。以抗冲击性为代表的韧性甚至可保留到远低于Ts温度下。韧性的真实结构特片还不很清楚。在Tg到Tm之间的大部分温度区间及略低于TR的场合，中等结晶度高聚物的力学性能基本保持不变，这种独特性能在机械及工程上都十分重要。
结晶度非常高（>70%）时，高聚物的模量达到接近于晶区的高模量值，同时表现出变脆的趋势，应变不大时材料就易破坏。较为典型的是高密度聚乙烯。在达到或略高过屈服应力点处，高密度聚乙烯就会发生拉伸破坏，同时伴随有畸变或形变，因此高密度聚乙烯不适于冷拉伸。通过与金属的粘弹行为比较，估计它的畸变或形变发生在滑移界面或位错的晶面上。
在远低于玻璃化转变温度下，高聚物内基本上不存在分子运动。材料的行为更像一个坚硬的玻璃状固体，与结晶的存在与否关系不大。例如，无规与全同立构聚苯乙烯的性能在室温时就极为相似。
在Tm以上，结晶度的大小对粘弹熔体的性能没有什么影响。
三、高聚物的机械性能
1.高分子材料的断裂
高分子材料的断裂行为很复杂。按照破坏的条件划分，除拉伸断裂外，还有冲击断裂、静态的蠕变断裂、动态疲劳、磨损、环境应力开裂等不同方式。描述不同破坏方式的理论也各不相同。
以裂纹为基础的宏观断裂理论认为，玻璃态高聚物在应力作用下特有一种沿拉伸方向的塑性形变方式，它与切变延性相竞争，此时材料在横向上并无收缩，因而形成非断裂性损坏。透明的热塑性塑料在损伤区会失去光学透明性；某些损伤区会出现双折射性，还会反射或散射入射光；在对着光时可以在材料内见到一些闪闪发亮的细丝般的裂纹，际为“银纹”。银纹是材料内发生高度形变且亚微观损伤很多的细带。大分子链在细带内平行于应力方向排列。它们被拉成取向的细丝或薄片，彼此间形成了互相连接的、密度较低的裂纹。与裂缝不同，裂纹区的密度虽然低于本体密度，但却不为零；即使裂纹较多时，仍可维持无裂纹状态的强度的一半以上。裂纹不断发展会导致材料破坏。
高分子量的玻璃态高聚物在受到拉伸应力时，有三类主要应变形式：（1）均匀拉伸；（2）通过形成细颈的方式被拉伸；（3）以薄层延伸方式形成银纹，最后裂缝在材料的银纹区域扩展，形成脆性断裂。可以把银纹看作是能在任何取向的硬性材料中完全自然发牛的一类过程，它常在拉伸应力使材料的应变超过临界值时形成。在压缩应力下不发生银纹。即使在拉仲形变下，只需施加足够的流体静压也能阻止银纹发展。银纹总先在应力集中点发生。作为适当应变条件下的塑性不稳定性，银纹应力也表现出粘弹性特征，它随温度的升高和应变速率的减小而减小。
断裂的分子理论用于解释共价键断裂的微观过程。一个经受应力的大分子链可机械断裂为两个很活泼的链端自由基。每个链端自由基均能与邻近的大分子链作用而生成链内自由基。链内自由基很快使大分子链断裂成一个惰性端基和另一个链端自由基。分子链断裂持续扩展的结果，形成亚微裂缝，积累到一定数量后，许多亚微裂缝并集成较大裂缝，最后导致材料破裂。
2.高聚物的重要机械性能概述
高聚物材料的弹性模量依赖于分子结构、结晶性、大分子链的柔顺性等因素。凡属分子量较大、极性较大、取向程度较高、结晶度较大、交联度较高、柔顺性较低的高聚物，都有较高的弹性模量。同一类高聚物的弹性模量随温度、作用力速度及结晶度不同而有很大变化。例如，高密度的结晶聚乙烯的弹性模量达828MPa；具有分支的轻度结晶的聚乙烯则仅为172MPa。刚性的热固性高聚物的弹性模量比热塑性高聚物高出1～2个数量级。
高聚物材料的其它机械性能与弹性模量间有一定的对应关系。弹性模量较大的高聚物的抗冲击强度较小，但硬度、挠曲强度、抗压强度较大。
非晶态高聚物在玻璃态下通常是硬而脆的，具有中等的抗拉强度。结晶性高聚物较为坚韧，其机械强度取决于定向晶体的主价键变形。由于线型大分子卷曲缠绕，在外力作用下大分子链可以拉长、伸直，并能通过链段间相互滑动而排列成行（结晶），加大分子间的内聚力，从而提高其抗张强度。尼龙、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯等热塑性高聚物内具有使碳链僵化的基团，因而可以得到很高的抗张强度（62～69MPa），高于简单聚烯烃。热固型高聚物的机械强度取决于高分子的主价力，适度的交联可以加固分子结构，外力作用下大分子间不易发生相对滑动，而是共同承担外力，从而具有较高的抗张强度。但过度的交联又使大分子链不易伸直，反而妨碍承受外力的均匀性，又会降低抗张强度。随交联度增大，硬度和耐蠕变性也相应增大，但伸长率降低。
抗冲击强度（又名冲击韧性）是在高速冲击条件下的耐断裂性。它是高分子材料的重要使用性能，其大小为发生冲击断裂时单位断裂面积所吸收的能量。快速拉伸试验得到的应力一应变曲线下面的面积是材料韧性的一种粗略量度。冲击韧性取决于冲击的瞬时应力能否迅速分散。如果冲击作用力急速，链段来不及作松驰运动以传递、分散应力，则会在材料内部最薄弱点上出现应力集中，此时决定材料是否断裂的主要决定因素是该部位的屈服应力与发生脆性破裂时的抗张强度（即脆性强度）的相对大小。如果屈服应力或强度比脆性强度低，那么就开始塑性流动，在抗拉试验中出现屈服点，高聚物表现为韧性；如果脆性强度较低，则冲击时发生脆性断裂。因此，能提高链的柔顺性的结构因素就有利于提高高聚物的抗冲击强度。在玻璃化温度以下使用的非晶态高聚物的链段不能运动，因而冲击强度一般不高，其大小依赖于重均分子量。结晶度适中的高聚物在略高于TR时就有高冲击强度。提高结晶度，特别是增大球晶的尺寸，则会降低冲击强度。热固性高聚物的冲击强度通常低于热塑性高聚物，且在较大范围内随温度变化很小。总体说来，高聚物大分子链的柔顺性特征使高聚物的冲击强度优于其它非金属材料，但仍比金属小两个数量级。除结构因素外，高聚物的冲击强度还依赖于温度。在玻璃化转变温度附近，玻璃态高聚物的冲击强度随温度急剧上升。显然，提高材料的强度（例如纤维增强）或改善大分子链柔顺性（例如橡胶增强塑料），都可以提高高聚物的抗冲击强度。
多重转变现象对高分子材料的韧性有特殊贡献。在研究高聚物的动态力学性能时，发现在Tg以下还可能存在一些次级转变，它们分别相当于不同基团的不同短程运动方式，这种现象称为多重转变。一般说来，高聚物具有的多重转变的内耗峰越大，便越能有效地部分吸收外力的冲击，而表现为质韧不脆。换言之，大分子链的低层次结构单元的柔性在相应的内耗峰温度下均表现为更大，因而提高了在该温度下的抗冲击强度。聚碳酸酯有相当高的玻璃化温度（TR=150℃），但在它的内耗一温度曲线上有一个很强的内耗峰出现于-120℃。该内耗峰与它的大分子链中和苯环连接的碳酸酯OCOO基团的短程曲柄运动有关，从而使聚碳酸酯在如此低温下仍有宝贵的抗冲击强度，表现出良好的低温韧性。没有多重转变的高分子材料，其脆性温度往往就是玻璃化转变温度。
在高分子材料的伸长率方面，热塑性材料中，延性的聚乙烯、聚丙烯的伸长率明显高于脆性的聚苯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯等。通过在苯乙烯中共混入橡胶或合成含苯乙烯的共聚物（如ABS）都能使其塑性明显改善。热塑性材料的伸长率在玻璃化温度以下明显降低。外力高速作用将大大降低伸长率。热固性材料的网状结构阻止了大分子链的伸直，在所有温度下它们的伸长率都很低。
作为材料表面的长期性质，塑料的摩擦系数总的说来较高（大约为0．2～0．6）。摩擦力是多种复杂因素的总和，它包括了由力学阻尼引起的内摩擦及发生在直接接触表面结合点处的剪切作用导致的表面切摩擦等作用。前者又被称作分子粘接作用，它对于以汽车轮胎的滚动摩擦为代表的循环应力作用过程最为重要；后者又可称作机械粘结作用。机械粘结作用与表面的亚微观粗糙性有关。两个面接触时，仅有少数点发生实际接触。当外力迫使一个面在另一个面上滑动时，接触点上会产生很大的局部作用力，往往发生局部微区的塑性形变，使结合点“焊接”到一起，因而，即使在软材料的下方也会出现剪切摩擦。外力强制下的表面滑移会引起瞬时结合的周期性断裂。表面切摩擦的极端形式为硬材料与软材料的接触，此时硬材料的凸出部位犁进软材料表层。高聚物的硬度普遍较低，因而整个摩擦力中这种“犁入”的作用可能很重要，同时“犁入”作用将产生强烈的磨蚀和磨耗。总的说来磨蚀与摩擦密切相关。高聚物的磨蚀正比于高聚物的抗张强度。
部分塑料有独特的摩擦性能。聚对苯二甲酸乙二酯、尼龙、高密度聚乙烯等有较低的磨耗因子。聚四氟乙烯有极低的摩擦系数。尼龙、聚甲醛、聚四氟乙烯等有良好的自润滑性能，即在无润滑的摩擦条件下仍有较低的摩擦系数及耐磨性能。以聚四氟乙烯为例，由于氟原子有效地屏蔽了主链碳原子，使大分子间的相互引力小，表面分子对其它分子的吸引力也很小，因而具有非常小的摩擦系数，在高速高负荷的条件下可低至0．01。另外，聚四氟乙烯的摩擦系数不随温度而变化，可从超低温保持到其熔点。聚四氟乙烯的自润滑性必须在对磨材料表面具有合适的光洁度时才能体现。通常当对磨材料表面不平度在0．1～0．4μm时，聚四氟乙烯的磨耗最小。这种现象的实质是：在转动或滑动时，具有合适的不平度的对磨表面因磨耗聚四氟乙烯而被覆上一层薄膜，使两类不同材料的对磨变为低硬度的聚四氟乙烯的自身磨擦，此时它的自润滑性充分发挥，摩擦系数极低，使其磨耗量降至很小。
3.改善高聚物机械性能的途径
高聚物的机械性能可通过多种工艺方法加以改进，其中最主要的是形成共混高聚物及复合材料。共混高聚物是由数种或两种以上化学结构不同的高聚物组成的混合物体系，复合材料则是高聚物和非高聚物（主要是无机材料）构成的物料体系。
（1）复合材料——增强和填充改性
在高聚物基体中加入第二相物质，常可显著改善材料原有的某些力学性能，如强度、耐磨耗性、耐热性能等。
