文档介绍：第 29卷第 6期最新橡胶工艺原理(三) ·51·
最新橡胶工艺原理(三)
王作龄编译
中图分类号:TQ 文献标识码:E 文章编号:1000—4408(2002)06—0051—07
长链分子构成,而且分子链屈挠性要大,分子运
第 3章橡胶物理动处于活泼状态(分子序与液体同等)。亦即,长
链状分子屈挠性高且分子问力较弱,分子容易
引言运动,从而可取各种空间构型,在外部应力作用
给予硫化橡胶施加较小外力,其伸长率可下可发挥较高的伸长性。关于定义条件②,为防
达几个百分率以上,一旦解除应力,瞬间就会恢止分子链整体重心运动或流动,分子链问必须
复原来的长度。橡胶的这种特征是其他材料所具有由交联点连结的三维网状结构。但是,该网
不具备的。为了了解橡胶弹性性能的本质,掌握状结构中的交联点与构成分子链基本要素之比
橡胶的各种特征是重要的。在此,可以像理解橡最好是 1:50~100,这样对交联点间的分子链
胶弹性论的基本思路那样,首先从热力学、分子自身运动几乎无影响。
论和现象论的入门进行介绍,其次对硫化胶工 橡胶弹力的产生与熵
作时所观察到的粘弹性、低分子物质的膨润、结用热弹性实验研究交联橡胶变形时产生弹
晶、填充剂的补强、疲劳和破坏等各种现象并结力 f的产生机理比较有效。如图 3—1所示,在
合橡胶的特征进行叙述。长方形试样上悬挂重锤,然后提高周围温度,同
橡胶弹性的特征与热力学方面的探讨时观察试样长度 L。的变化。结果是,金属试样
橡胶状材料和橡胶弹性的条件的长度随温度升高而增加;交联橡胶试样的长
金属、玻璃和处于玻璃状态的高分子等固度则相反,随温度升高而减小,待冷却后重新恢
体材料,其弹性变形最大极限为 10 左右。构复原长度。此外,交联橡胶迅速拉伸时用手触摸
成这些物质的原子通过凝聚力在拉力与斥力平可感到发热,随之迅速收缩时则则感到发凉。
衡的位置上进行排列。对其施加外力时,因与原交联橡胶的这些特异表现与定压下气体随
子间的凝聚力相抵抗而使原子问距扩大(内聚温度升高而膨胀的行为相似。因此,可以认为发
能增加),所以产生弹力,除去外力时原子间距现联橡胶的弹性机理与气体的分子运动论有
复原(内聚能减少),变形恢复。但是,变形增大关。
时,邻近原子间的凝聚力大幅度下降,达到一定
限度时体系开始破坏。㈤捐旦 i 』J;I
橡胶虽然是固体状物质,但与通常固体相
比,它非常柔软,而且具有可伸长百分之几百长
(b)橡胶
度的力学性能,是一种极为特殊的材料。因此, 百fL蝴o>L
具有高伸长性特征的硫化橡胶,其力学性能不
I— l
同于金属,不能用上述模型加以说明。
(C)气体胀
橡胶大体上可由以下两个条件定义: Vo< V
①变形大,可达百分之几百以上;
②变形消除后瞬时完全恢复原长度。图 3—1 物质变形与热的关系
向交联橡胶网状链施加拉伸外力时(不扩
为实现上述定义要求,作为橡胶分子结构
大原子间距,与由主链周围的内旋转等引起构
所要求的条件,即定义条件①是,其物质必须由
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型变化相对应),可使相当于热运动自由度减少距两末端间距,一可根据,一平