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橡膠中的基本特性之三
編輯:臺州大象橡膠有限公司  時間:2018-07-30

六、橡膠的應力-應變性質
應力-應變曲線是一種伸長結晶橡膠的典型曲線,其主要組分是由于體系變得有序而引起的熵變。隨著分子被漸漸拉直,使得分子鏈上支鏈的隔離作用消失,分子間吸引力變得顯著起來,從而有助于抵抗進一步的變形,所以橡膠在被充分拉伸時會呈現較的高抗張強度.

橡膠在恒應變下的應力是溫度的函數。隨溫度的升高橡膠的應力將成比例地增大。

橡膠的應力對溫度的這種依賴稱為焦耳效應,它可以說明金屬彈性和橡膠彈性間的根本差別。在金屬中,每個原子都被原子間力保持在嚴格的晶格中,使金屬變形所做的功是用來改變原子間的距離,引起內能的變化。因而其彈性稱為“能彈性”。其彈性變形的范圍比橡膠中主要由于體系中熵的變化而產生的“熵彈性”的變化范圍要小得多。

在一般的使用范圍內,橡膠的應力-應變曲線是非線性的,因此橡膠的彈性行為不能簡單地以楊氏模量來確定。

七、橡膠的分子特征---構成橡膠彈性體的特點:
①其分子由重復單元(鏈節)構成的長鏈分子。分子鏈柔軟其鏈段有高度的活動性,玻璃化轉變溫度(Tg)低于室溫;
②其分子間的吸引力(范德華力)較小,在常態(無應力)下是非晶態,分子彼此間易于相對運動;
③其分子之間有一些部位可以通過化學交聯或由物理纏結相連接,形成三維網狀分子結構,以限制整個大分子鏈的大幅度的活動性。

從微觀上看,組成橡膠的長鏈分子的原子和鏈段由于熱振動而處于不斷運動中,使整個分子呈現極不規則的無規線團形狀,分子兩末端距離大大小于伸直的長度。一塊未拉伸的橡膠象是一團卷曲的線狀分子的纏結物。橡膠在不受外力作用時,未變形狀態熵值最大。當橡膠受拉伸時,其分子在拉伸方向上以不同程度排列成行。為保持此定向排列需對其作功,因此橡膠是抵制受伸張的。當外力除去時,橡膠將收縮回到熵值最大的狀態。故橡膠的彈性主要是源于體系中熵的變化的“熵彈性”。

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