高彈性——橡膠材料的特征

橡膠是唯一一種具有高彈性的材料，是人類使用的重要材料之一。現(xiàn)在使用的材料分為金屬和非金屬兩大類。金屬類又分純金屬和合金兩大類；非金屬又分為有機(jī)和無(wú)機(jī)兩大類，橡膠、塑料、纖維術(shù)語(yǔ)有機(jī)高分子類的材料。

常溫下具有高彈性是橡膠的特征，是任何其他材料所不具備的，因此橡膠也被稱為彈性體。橡膠的高彈性表現(xiàn)在：

①具有特別大的彈性變形，可以被拉伸大1000%甚至以上，而金屬的彈性變形小于1%；

②變形后去掉外力，能迅速恢復(fù)變形，永久變形很小；

③橡膠的模量比金屬約小6個(gè)數(shù)量級(jí)，也就是說較小的力就會(huì)使橡膠發(fā)生較大的變形；

④橡膠的應(yīng)力—應(yīng)變曲線不像金屬，也不像塑料，不出現(xiàn)屈服現(xiàn)象。

橡膠的高彈性變形來源于它的大分子分子鏈中鍵比較容易選擇，在外力作用下整條大分子容易變形，因?yàn)樗�的鍵的選擇位壘比較低，所以模量低，在外力除去后，因?yàn)榉肿訜徇\(yùn)動(dòng)又容易使其自動(dòng)恢復(fù)原來的變形，即朝熵大方向變化，橡膠被拉伸使體系的熵值下降，變熱。而金屬的彈性變形來源于它的原子之間的鍵長(zhǎng)和鍵角的變化，所以模量高，拉伸變涼。

定義中所指的改性實(shí)質(zhì)上是指硫化，輕度交聯(lián)的橡膠是典型的高彈性材料。

橡膠屬于有機(jī)高分子材料，所以它具有這類材料的共性：如密度小，絕緣性好，不容易被酸、堿腐蝕，對(duì)流體滲透性低，但它的強(qiáng)度比較低，硬度低，不是那么耐磨，不耐環(huán)境老化等。

生膠隨溫度的變化（或外力速度的變化）可呈現(xiàn)玻璃態(tài)、高彈態(tài)、黏流態(tài)三態(tài)，如NR在-72℃以下為玻璃態(tài)，在130℃以上為黏流態(tài)，在兩溫度之間問高彈態(tài)。未硫化的橡膠高溫下變軟乃至黏流，不能保持穩(wěn)定的形狀和必要的性能；低溫變硬。正因?yàn)槿绱�，生膠必須要經(jīng)過加工之后才能具備應(yīng)有的使用性能，由此便產(chǎn)生了橡膠的加工業(yè)。同時(shí)也就有了橡膠工藝學(xué)。

隨著科技的發(fā)展，熱塑性彈性體的出現(xiàn)，特別是茂金屬催化劑合成的橡膠，使得橡膠與塑料之間的界限在縮小。