Высокоэластичность

Высокоэластичность – способность линейных и редкосшитых (вулканизированных) аморфных полимеров, находящихся в высокоэластическом состоянии, к большим (до 1000 %) обратимым деформациям. Для линейных полимеров высокоэластическое состояние лежит в интервале между температурами стеклования и текучести. Для вулканизированных полимеров высокоэластическое состояние наблюдается от температуры стеклования до температуры термического разложения материала.

Полимеры, которые в интервале температур эксплуатации находятся в высокоэластическом состоянии, называются эластомерами.

С макромолекулярной точки зрения обратимые деформации при вытяжке эластомеров определяются разворачиванием свернутых макромолекул (макромолекулярных клубков). При разгрузке вследствие теплового движения фрагментов макромолекулы (сегментов) вытянутые цепи возвращаются в исходное свернутое состояние, характеризующееся максимумом энтропии. При этом образец эластомера обратимо принимает исходные размеры и форму. Природа такого поведения сродни энтропийной объемной упругости газов. Поэтому, как и для газов, модуль упругости полимеров в высокоэластическом состоянии прямо пропорционален температуре и имеет низкие значения (0.1 ¸ 10 МПа). Высокоэластическая деформация эластомеров практически не сопровождается изменением объема и внутренней энергии.

Закономерности высокоэластической деформации эластомеров прямо противоположны таковым для твердых упругих тел (например, кристаллов), у которых величина обратимых деформаций не превышает нескольких десятых долей процента, а модуль упругости обратно пропорционален температуре. Это коренное различие связано с тем, что упругость твердого тела имеет не энтропийный, а энергетический характер и определяется работой против сил межмолекулярного и межатомного взаимодействий.

С практической точки зрения свойство высокоэластичности определяет  использования эластомеров для производства синтетических каучуков и резинотехнических изделий на их основе. Основным потребителем этой продукции является шинная промышленность.

В настоящее время синтетические каучуки производят на основе диеновых полимеров (полибутадиен, полиизопрен, полихлоропрен), различных сополимеров бутадиена, например,  со стиролом и акрилонитрилом, полиолефинов и их сополимеров, полиуретанов и акриловых полимеров. Широкое применение находят также каучуки на основе элементорганических полимеров, например, полисилоксанов.