聚合物的高弹性

4.2.1　聚合物的高弹性

橡胶等一类聚合物，具有高度的弹性形变能力，这就是高聚物的高弹性。具有这一特性的材料是不多的，因此橡胶一类物质广泛用于轮胎、密封制品、减震器及日用胶鞋、胶布制品等方面，并显示出无可替代的独特作用。

高弹性与一般材料的形变(如金属、玻璃)的普通弹性的区别在于：①弹性模量特别小，约为钢的1/10⁶、蚕丝的1/10⁴；②变形率大，伸长率可达100%～1000%(一般弹性材料小于1%)，且在发生弹性形变时体积几乎不变，而其它材料形变时的体积变化都较大；③形变需要时间，受外力压缩或拉伸时，形变均随时间而发展，外力除去后复原同样也需要时间，即有滞后现象，而一般材料形变(普弹性)的发展与回复均是瞬间过程；④形变时有热效应，当伸长时会发热，而普通弹性材料则为吸热；⑤弹性模量随温度的升高而增大，一般物体则相反。

高弹形变与普通形变之所以有上述差别，其原因是分子内部的运动不同，普通形变是由于分子内键长键角的瞬间改变而产生的，形变必然小且困难；高弹形变是卷曲的分子链在外力的作用下发生舒展、伸直而造成的。链的卷曲程度大，可能出现的链的构象数愈多，熵值就越高，反之链的伸展度越高，则可采取的构象数越少，其熵值就越低，因此高弹形变与其熵值有关，故又称为熵弹性。由于伸展后的分子链在热运动的作用下会回缩到原来的卷曲状态，这种回缩力显然是较小的，因此橡胶在较小的外力作用下就能形成较大的形变，故其弹性模量特别小，伸长变形时，分子链或链段的排列由无序变成相对的有序，熵值减小；同时，链段运动有内摩擦力，以及分子链因有规律的排列产生结晶等都伴随着热量的释放；另外当温度升高时，分子链的热运动加剧，内缩力逐渐变大，弹性形变的能力变小，因而表现为弹性模量随温度的上升而增大。

印刷中的橡皮布必须具有很好的弹性，即施加压力就被压缩，压力撤除马上复原，故在平版印刷中这种平衡高弹性尤为重要，否则会变硬，造成印迹不清晰等。