橡胶弹性的特点
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橡胶是轻度交联的聚合物,其流变行为可以用非线性弹性(也称为橡胶弹性)这一数学模式来描述
(1)形变量大
橡胶分子的柔性好,它们的玻璃化温度远低于室温,因此在室温时处于高弹态,链段可以在较大范围内运动,从而能产生很大的变形,如在拉伸时延伸率可达1000%。
(2)变形能完全回复
橡胶分子之间由于互相交联,在变形时分于链顺着外力场的方向伸展,分子链由无序状态变为较有序的状态,从热力学观点看,就是熵减少。应力移除后,交联键就恢复到无序状态,变形能完全回复。与线性弹性瞬时回复不同,橡胶变形回复不是瞬时的,而需一定时间
(3)时间依赖性
橡胶受到外力时,应变是随时间发展的,但不会无限制增大而是趋近一个平衡值,即平衡应变ee。橡胶变形是靠分子链段运动来实现的,整个分子链从一种平衡状态过渡到与外力相适应的平衡状态,这个过程需要一定的时间
(4)小应变时符合线性弹性
小应变时符合线性弹性,但它的模量很低,为0.1~1MPa数量级,比玻璃态聚合物的模量低3~4个数量级。它的体积模量则仍为103~104数量级,即K>>G。
由
n(泊松比)≈0.5,
在拉伸时,△V/V=e-2d=0。因此可以说橡胶是不可压缩的。
(5)变形时有热效应
当把橡胶试样急速拉伸(绝热拉伸)时,试样温度升高,这种热效应虽然不很强烈,但随伸长程度的增加而增大。(熵弹性)
(6)弹性模量随温度上升而增大,与钢材相反
当温度升高时,分子链的热运动加强,回缩力逐渐变大,弹性形变的能力变小,因而表现为弹性模量随温度的上升而增大

