橡皮弹性

rubber elasticity

简介

橡胶生胶是线形聚合物，在高弹态有流动性;经过硫化形成分子链的交联网络成为橡皮，在高弹态不再能流动，形变可以完全回复. 由于橡皮拉伸时可回复形变可达500～1000%，称为高弹性或超弹性. 高弹性来源于柔性链聚合物的C-C键有内旋转，各内旋异构体的能量差别很小，在热平衡下聚合物链可取非常大数目的可能构象. 当在外力拉伸下聚合物链将取较伸长的构象，可能的构象数目减小，即熵减小，因而在去除外力时高分子链将恢复拉伸前的最可几构象而回缩，所以橡皮弹性是熵弹性，形变过程中熵的变化是主要的，内能的变化不占重要地位. 根据熵弹性的统计理论，橡皮进行单轴拉伸时单位截面积(以形变前的面积计)的拉力f与伸长比λ之间满足下列非线性关系：

式中ρ是橡皮的密度，R是气体常数，T是绝对温度，M_c是橡皮分子链的两相邻交联点之间的平均分子量，取决于交联程度. 实验观察的f值往往比从交联过程中化学计量法得到的交联点数目用上式计算的f值要大，是由于橡皮中除存在化学交联点以外还存在分子链的缠结所形成的物理交联点的缘故.

通常应用的橡胶品种如下表.