
【化】 high elastic rubber; high resilient rubber; live rubber; snappy rubber
高彈性橡膠(High-Elasticity Rubber)是一種高分子聚合物材料,在漢語中可直譯為英文術語"highly elastic rubber"。其核心特性表現為在寬溫度範圍内(通常為-50℃至150℃),具備優異的形變恢複能力和抗永久變形性能。
從材料科學角度,高彈性橡膠的分子結構由長鍊聚合物交聯構成。這種三維網狀結構賦予材料獨特的熵彈性特征,其應力-應變關系可通過Mooney-Rivlin本構方程描述: $$ sigma = 2C_1(lambda - frac{1}{lambda}) + 2C_2(1 - frac{1}{lambda}) $$ 其中$C_1$和$C_2$為材料常數,$lambda$為拉伸比(參考《彈性體物理化學》第二版)。
根據《橡膠工業手冊》的行業标準,高彈性橡膠需滿足以下技術指标:
該材料在工程領域的應用包括:汽車懸挂系統減震元件、航空航天密封件、醫療人工關節緩沖層等。美國化學學會橡膠分會(ACS Rubber Division)的研究報告顯示,現代高彈性橡膠的耐疲勞壽命可達10次循環載荷(見ACS官網橡膠技術專欄)。
高彈性橡膠是一種具有顯著可逆形變能力的高分子材料,其特性源于獨特的分子結構和物理性質。以下是綜合多個來源的詳細解釋:
高彈性橡膠屬于高分子化合物,分子量通常在10萬以上。它兼具固體、液體和氣體的部分性質:
分子結構基礎
橡膠分子鍊呈卷曲線團狀,柔順性高。拉伸時分子鍊伸展,外力去除後恢複原狀。硫化後形成網狀結構,增強彈性與強度,但過度交聯會失去彈性。
熵彈性本質
彈性主要源于熵變而非能量變化。拉伸時分子鍊有序度降低(熵減),釋放後通過熵增恢複原狀。
廣泛用于輪胎、膠管、絕緣材料等,其緩沖性能在減震場景中尤為重要。
高彈性橡膠通過分子鍊的柔順性和熵彈性機制實現超大形變恢複能力,硫化處理可優化其力學性能,是工業與生活中不可替代的功能材料。
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