《高分子物理》课程教学资源（PPT讲稿）第六章 橡胶弹性

第六章橡胺弹性 肾

第六章 橡胶弹性

本章阳容 。6.1形变类型及描述力学行为的基本物理量 ◆6.2橡胶弹性的热力学分析 鸯6.3橡胶弹性的统计理论 。6.4唯象理论 鸯6.5影响因素 ◆6.6热塑性弹性体

本章内容  6.1 形变类型及描述力学行为的基本物理量  6.2 橡胶弹性的热力学分析  6.3 橡胶弹性的统计理论  6.4 唯象理论  6.5 影响因素  6.6 热塑性弹性体

章通过本章的学习， 鸯可以全面理解和掌握橡胶弹性产生的原因、 条件及特点，建立和使用橡胶状态方程，指 导橡胶的使用和加工。 。要求重点掌握： 橡胶弹性的特点、本质及在受力状态下的 应力、应变、温度和分子结构之间相互关 系

通过本章的学习， 可以全面理解和掌握橡胶弹性产生的原因、 条件及特点，建立和使用橡胶状态方程,指 导橡胶的使用和加工。 要求重点掌握： 橡胶弹性的特点、本质及在受力状态下的 应力、应变、温度和分子结构之间相互关 系

橡胶的定义 。通俗概念：施加外力时发生大的形变，外力除去 可以恢复的弹性材料。 ◆美国材料协会(ASTM)的标准定义：20~27C 下、1min可拉伸2倍的试样，当外力除去后1min 内至少回缩至原长的1.5倍以下，或者在使用条 件下，具有106~107Pa的杨氏模量的材料

橡胶的定义 通俗概念：施加外力时发生大的形变，外力除去 可以恢复的弹性材料。 美国材料协会（ASTM）的标准定义：20～27℃ 下、1min可拉伸2倍的试样，当外力除去后1min 内至少回缩至原长的1.5倍以下，或者在使用条 件下，具有106 ～ 107Pa的杨氏模量的材料

橡胶弹性的分子根源（两个要点） 。作为橡胶的高分子具有柔性、长链结构，使其 卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象 而舒展开来，除去外力又恢复到卷曲状态。 。橡胶的适度交联可以阻止分子链间质心发生位 移的粘性流动使其充分显示高弹性

橡胶弹性的分子根源(两个要点) 作为橡胶的高分子具有柔性、长链结构，使其 卷曲分子在外力作用下通过链段运动改变构象 而舒展开来，除去外力又恢复到卷曲状态。 橡胶的适度交联可以阻止分子链间质心发生位 移的粘性流动使其充分显示高弹性

无交联的情况 拉伸 回缩

拉伸 回缩 无交联的情况

建立交联点

建立交联点

有交联的情况

有交联的情况

橡胶极其特珠的物理力学性能 它有稳定的尺寸，在小形变(<5%)时，其弹性响 应符合虎克定律类似固体 。它的热膨胀系数和等温压缩系数又与液体有相同的 数量级，说明其分子间作用力类似液体 。其导致形变的应力随温度升高而增加一类似气体 (气体的压强随温度升高而增加)

橡胶极其特殊的物理力学性能 它有稳定的尺寸，在小形变（<5%）时，其弹性响 应符合虎克定律-类似固体 它的热膨胀系数和等温压缩系数又与液体有相同的 数量级，说明其分子间作用力-类似液体 其导致形变的应力随温度升高而增加-类似气体 （气体的压强随温度升高而增加）

橡胶弹性的特点（与金属材料弹性比轻） 橡胶 金属 弹性形变 大（可高达1000%） 小(<1%，一般为0.2%) 弹性模量 小（约为105Nm2) 极大 (1010~1011N/m2) 模量随T的变化 T模量 T↑模量) ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■■ ■■■ 形变的热效应 快速拉伸T个（放热） 快速拉伸T↓（吸热） 回缩T↓（吸热) 回缩T↑（吸热)

橡胶弹性的特点（与金属材料弹性比较） 橡胶 金属 弹性形变 大 (可高达1000%) 小（<1%,一般为0.2%） 弹性模量 小 (约为105 N/m2 ) 极大 （1010 ～ 1011 N/m2 ） 模量随T的变化 T↑模量↑ T ↑模量↓ 形变的热效应 快速拉伸T↑（放热）快速拉伸T ↓ （吸热） 回缩T ↓（吸热） 回缩T ↑ （吸热）