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弹性体(英语:Elastomer)是一类具有粘弹性的聚合物。与其它材料相比,弹性体一般具有较低的杨氏模量和较高的破坏应变。这个词经常与橡胶混用。构成弹性体的单体一般是含有 碳,氢,氧 与(或) 硅的化合物。在玻璃转化温度以上,弹性体为无定形体,链节运动变得容易。在常温下,橡胶一般较软(E~3MPa)且容易变形。弹性体主要用于制造黏合剂、密封部件、轮胎、鞋底[1]等。据预测,至2020年,全球的与橡胶产业相关的收入将达到560亿美元。橡胶的重要性由此可见一斑。
背景
弹性体一般是热固性聚合物(需硫化处理),但也可以是热塑性塑料。聚合物长链在硫化的时候发生交联。弹性体的结构可以用“意粉与肉丸”的模型来描述,其中“肉丸”表示交联点。弹性与长链在受到外部压力时发生的构象变化有关。而“交联点”的存在则保证了当外力撤去以后,弹性体能够恢复原来的形状。由于结构上的这些特性,不同的弹性体可以在广至5%至700%的范围内发生形变而不破坏其结构,具体范围则与弹性体的种类有关。缺少交联或过短、刚性过强的链都会使弹性体弹性下降,易于发生塑性形变。
弹性体的弹性也有可能不是由于交联,而是由于热力学因素而产生的。
热塑性弹性体 (thermoplastic elastomer) 简称 TPE,指在常温下具有硫化橡胶的性质(即弹性体特性),高温下又可以塑化变形之高分子材料。要具体描述热塑性弹性体与一般塑胶的区别并不容易,较大的差异为热塑性弹性体在常温下,具有高伸长率、高回弹率、低压缩永久变形率、及低脆化温度等特性,而一般的塑胶在受到应力之后则会产生永久变形或断裂。
弹性体与橡胶
与橡胶相比,弹性体更侧重的含义是一种物理和材料学的概念,它的范畴更为广泛。弹性体中除橡胶外,还包括众多弹性变形迥异、大分子链交联方式多样化的高分子材料。由此可见,橡胶是弹性体中最富有代表性的一类。从这个意义上讲,常见橡胶包括丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、氯丁橡胶和丁腈橡胶等都属于弹性体。
由于一些历史原因,早期在国内当谈到弹性体的时候,所指的通常是热塑性弹性体,而并不包含橡胶的含义,这也影响到了一些具体的技术交流。 随着弹性体合成技术的发展及性能的提高,橡胶和弹性体的概念日益相通,习惯上两者已称为同义词,经常互相代用[2]。
视频
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参考文献
- ↑ 聚氨酯化学与工艺12弹性体,道客巴巴,2015-2-28
- ↑ 弹性体及热塑性橡胶制品-绿色环保添加剂,知乎专栏,2019-12-30