Модуль высокоэластический

Модуль высокоэластический, мера сопротивления деформированию резин и др. каучукоподобных материалов, представляющая собой отношение напряжения s к обратимой деформации e. При малых e величина s пропорциональна e (линейная область механического поведения материала), и поэтому здесь, по определению, модуль высокоэластический аналогичен обычному модулю продольной упругости (модулю Юнга) или модулю сдвига (см. Модули упругости) в зависимости от того, при каком виде напряжённого состояния измеряется модуль высокоэластический. При больших e (обычно называемых высокоэластическими) пропорциональность s и e нарушается, и под модулем высокоэластическим в этом случае понимают эквивалентную величину, зависящую от e и по-прежнему определяемую как отношение s/e. Модуль высокоэластический обычно составляет от долей Мн/м2 до нескольких Мн/м2 (от долей кгс/см2 до десятков кгс/см2), тогда как, например, для металлов и полимерных стекол модуль Юнга достигает величин порядка 105 или 103 Мн/м2 соответственно (106 или 104 кгс/см2). Теоретически модуль высокоэластический должен возрастать с повышением температуры линейно, практически температурной зависимостью модуля высокоэластического можно пренебречь. Для высокоэластического состояния характерно отсутствие изменений объёма при растяжении, поэтому модуль высокоэластический, измеренный при сдвиге, составляет 1/3 модуля высокоэластического, определённого при одноосном растяжении.

  Резкая разница значений модуля высокоэластического каучукоподобных веществ и модуля Юнга кристаллических тел и стекол связаны с различием природы деформаций. Определяющим фактором в случае высокоэластической деформации является гибкость полимерной цепи: деформация тела в целом осуществляется прежде всего путём изменения конформаций макромолекул (см. Высокоэластическое состояние). Упругая же деформация происходит вследствие изменения межатомных расстояний и валентных углов. Силы упругости, препятствующие таким изменениям, существенно больше, чем силы, необходимые для предотвращения упругого восстановления каучукоподобного тела. Абсолютные значения модуля высокоэластического возрастают по мере усиления межмолекулярного взаимодействия полимерных цепей и увеличения густоты пространственной сетки химических связей.

  А. Я. Малкин.

 


ПраймКемикалсГрупп