橡胶弹性表示方法有哪些?影响因素有哪些?

橡胶弹性在工程上主要可用下列参数来表征。

①回弹率:回弹率越大,弹性越高。

②伸长率:伸长率越大,弹性越高。

③永久变形(包括扯断永久变形和压缩永久变形):永久变形越大,弹性越低。

理想的高弹性完全是由卷曲的橡胶大分子构象熵变化造成的,去除外力后,能立即回复原状。然而,实际中橡胶分子间存在相互作用力和内旋转阻力,会妨碍分子链段的运动,表现为橡胶的黏性,作用于橡胶分子上的力一部分用于克服分子间的黏性阻力,另一部分使分子链变形。

橡胶材料的高弹性与其分子量、卷曲分子的构象熵、硫化胶的交联密度和交联键的类型等有关。

橡胶的高弹性是由橡胶的分子量决定的,分子量越大,不能承受应力的、对弹性没有贡献的游离末端数就越少;另外分子量大,分子链内彼此缠结而导致的“准交联”效应增加,分子量大有利于弹性的提高。分子量分布窄的高分子量级分多对弹性有利;分子量分布宽的,则对弹性不利。

在常温下不易结晶的、由柔性分子链组成的材料,分子链的柔顺性越大。受到外力时,链运动能够比较迅速地改变分子链的构象,分子链的形态数增加,弹性越好。

随着交联密度的增大,硫化胶弹性增大,直至最大值,交联密度继续增大,弹性下降。这是因为分子无交联时,在外力的作用下,分子链相对滑动,形成不可逆形变,弹性较差;适度的交联,可以减少或消除分子链间的滑移,有利于弹性的提高;交联过度会使分子链的相互作用力和内旋转阻力增加,活动受阻,使弹性下降。

交联键类型对弹性有影响,多硫键键能较小,对分子链段的运动束缚力较小,因而回弹性较高。交联键能较高、键长较短的C-C键和C-S_C键,弹性较差。