1、材料剛性

塑料表面在刮擦過程中會受到拉伸和壓縮的雙重作用（如圖1）。而由楊氏模量和拉伸強(qiáng)度為代表的材料剛性是在拉伸和壓縮作用時抵抗形變程度的重要影響因素。正如所預(yù)料的那樣，隨著材料楊氏模量的降低，刮頭與材料表面的接觸區(qū)域半徑增大（圖2）。尤其是當(dāng)材料的楊氏模量低于1GPa時，該接觸面積的半徑急劇增加，意味著刮頭已經(jīng)大幅從表面滲透至材料內(nèi)部。 

 

而位于緊挨刮頭后端區(qū)域的拉伸應(yīng)力對刮擦過程中的韌性塑性流動模式和脆性斷裂模式兩種破壞模式的產(chǎn)生也起著十分重要的作用。拉伸應(yīng)力決定著屈服區(qū)域的大小，拉伸應(yīng)力越大，屈服區(qū)域的面積就越大（圖3）。如果******拉伸應(yīng)力超過了聚合物的拉伸強(qiáng)度，對于韌性和脆性材料而言，就會分別產(chǎn)生塑性流動和脆性裂紋。相對來說，塑性流動的刮擦破壞模式將更有利于材料耐刮擦性的提升，因為脆性斷裂產(chǎn)生的裂紋，孔洞和分層現(xiàn)象更容易散射光線，從而增加刮擦可視性，不利整體的耐刮擦性。所以提高材料拉伸屈服強(qiáng)度可以改善聚合物的耐刮擦性。

2、摩擦系數(shù)

刮擦過程與摩擦作用是形影不離的。而摩擦系數(shù)的增加，屈服區(qū)域尺寸和******拉伸應(yīng)力均大幅度增加（圖4、5）。這就意味著摩擦系數(shù)越高，就越容易展示裂紋、孔洞、界面脫離這類脆性刮擦破壞特征。同時，摩擦系數(shù)的增加，也會引起塑性屈服區(qū)域往表面遷移，擴(kuò)大材料表面的屈服區(qū)域面積，導(dǎo)致聚合物表面易于發(fā)生塑性流動的刮擦破壞方式。所以，降低摩擦系數(shù)更有利于提高材料的耐刮擦性。

3、粘彈回復(fù) 

聚合物存在粘彈和粘塑特征，所以相比金屬和無機(jī)材料，其耐刮擦性的表現(xiàn)行為更為復(fù)雜。大多數(shù)的聚合物的粘彈回復(fù)較高，可以達(dá)到70%-85%，而且剛性越大粘彈恢復(fù)就越大（圖6）。這就意味一旦聚合物表面的負(fù)載應(yīng)力消除，劃痕滲透深度可以得到極大地恢復(fù)。從圖7也可以得知高模量的剛性聚合物具有較低的殘留刮擦深度。而彈性回復(fù)越多，越能夠降低刮擦的視覺感知，因而能提高材料的整體耐刮擦性。