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高弹性――橡胶材料的唯一特征

【发布时间:2016-11-17】 【阅读次数/100】

编辑:王健     来源:橡胶板技术网

     橡胶是惟一具有高弹性的材料,是人类使用的重要材料之一。现在使用的材料无非金属和非金属两大类。非金属又分为有机和无机两类,橡胶、塑料、纤维属于有机高分子类的材料。
 
     近20年来中国的橡胶工业有了很大的发展,如2001年耗胶量为230万吨,居世界第二位;轮胎产量为1.1亿条,为世界第三;力车胎和胶鞋产量均居世界第一;但中国人均年耗胶量较低,欧美为10KG,世界平均3.1公斤,中国还不到2公斤。另外,技术方面也存在差距。因此,我国橡胶发展的空间还很大。
 
     常温下具有高弹性是橡胶的独具特征,是任何其他材料所不具备的,因此橡胶也被称为弹性体。天然橡胶具有特别大的弹性变形,可以被迅速拉伸到600%及以上,变形后去掉外力,能迅速恢复变形,永久变形很小。
 
     橡胶的高弹性变形来源于它的大分子分子链中键比较容易旋转,在外力作用下整条大分子容易变形,因为它的键旋转位垒比较低,所以模量低,在外力除去后,因为分子热运动又容易使其自动恢复原来的变形,即朝熵增大方向变化,橡胶被拉伸使体系的熵值下降,变热。而金属的弹性变形来源于它的原子之间的键长和键角的变化,所以模量高,拉伸变凉。
 
     高弹性变形到底到达到什么程度,除掉外力后以什么速度,恢复到什么范围,才可以界定为橡胶呢:ASTM D1566中定义如下:橡胶是一种材料,它在大的变形下能迅速而有力地恢复其变形。能被改性,改性的橡胶实质上不溶于(但能溶胀)沸腾的苯、甲乙酮、乙醇-甲苯混合物等溶剂中。改性的橡胶在室温下(18-29度)被拉伸到原来的长度的2倍并保持1秒后除掉外力,它能在1秒内恢复到原来长度的1.5倍以下。定义中的改性实质上是指硫化。
 
     橡胶属于有机高分子材料,所以它具有这类材料的共性:如密度小,绝缘性好,不容易被酸、碱腐蚀,对流体渗透性低,但它的强度比较低,硬度低,不是那么耐磨,不耐环境老化等。生胶必须要经过硫化加工之后才能具备应有的使用性能。
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