聚合物作为材料必须具有所需要的力学强度。可以说，对于大部分材料应用而言，力学性质比高聚物的其他物理性能显得更为重要。

4.3.4.1　应力和应变

当材料受到外力作用，但是外界条件限制它产生惯性移动时，它的几何形状和尺寸会发生变化，这种变化称为应变。材料发生宏观变形时，其内部分子间以及分子内各原子间发生相对位移，产生分子间及原子间对抗外力的附加内力，使得材料尽量恢复到初始状态，达到平衡时附加内力与外力大小相等，但方向相反。定义单位面积上的附加内力为应力，其值与外力相等。材料的受力方式不同，发生变形的方式也不相同。对于各向同性材料，有两种基本形式，分别为：

1.简单拉伸

材料受到的外力F是垂直于截面且大小相等、方向相反并作用于同一直线上的两个力，这时材料的形变称为拉伸应变，记为ε：

式中，l0为材料的起始长度；l为拉伸后的长度；Δl是材料的绝对伸长。这种定义在工程上广泛使用，称为相对伸长或者习用应变，又可以称为伸长率。与习用应变相对应的习用应力σ定义为：

式中，F为外力，A0是材料的起始截面积。

2.简单剪切

当材料受到的力F是与截面相平行、大小相等、方向相反且不在同一直线上的两个力时，会发生简单剪切。在剪切力作用下，材料发生偏斜，偏斜角θ的正切定义为切应变：

当切应变很小时，γ≈θ，相应地，材料的剪切应力变为：

4.3.4.2　弹性模量

弹性模量（是单位应变所需应力的大小）能表征材料抵抗变形的能力的大小。模量的倒数称为柔量，是材料容易形变程度的一种表征。上述三种形变对应的模量分别称为杨氏模量、切变模量和体积模量，分别用E、G、K表示：

对于各向同性材料，上述三种模量之间存在下列关系：(www.daowen.com)

式中，υ是泊松比，为在拉伸实验中横向应变与纵向应变的比值。

4.3.4.3　强度

1.拉伸强度

拉伸强度也称为抗张强度，是在规定的试验温度、湿度和试验速度下，在标准试样上沿轴向施加拉伸应力，直到试样被拉断为止。拉伸强度等于断裂前试样承受的最大载荷F与试样宽度b和厚度d的乘积的比值：

2.抗弯强度

抗弯强度也称为挠曲强度，是在规定的条件下对标准试样施加静弯曲力矩，直到试样折断为止，取实验过程中的最大载荷F，按下式计算抗弯强度：

式中，b和d分别为试样的宽度和厚度，l0为跨度。

3.抗冲击强度

抗冲击强度也可以称为抗冲强度或冲击强度，是衡量材料韧性的一种强度指标。通常定义为试样受冲击载荷而折断时单位截面积所吸收的能量：

式中，W是冲击试样时消耗的功；b和d分别为试样的宽度和厚度。抗冲击强度的测试方法有很多，应用较多的是摆锤法、落重法和高速拉伸法等。

4.硬度

硬度是衡量材料表面抵抗机械压力的—种指标，其大小与材料的抗张强度和弹性模量有关，硬度实验方法简单且不破坏样品，有时还用硬度测试来替代抗张强度测试。硬度的测量方法有很多，按照加荷方式有动载法和静载法两类。