ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Эластичность реального каучука из "Химия и физика каучука" Эластичность реального каучука. Деформация реального каучука никогда не является полностью высокоэластической. Условие независимости внутренней энергии от деформации выполняется только приближенно и при не слишком больших растяжениях. (порядка нескольких десятков процентов при комнатной температуре). При больших деформациях в ряде каучуков начинает развиваться кристаллизация (например, в натуральном каучуке, бутилкаучуке или полихлоропрене), приводящая к возникновению существенной зависимости внутренней энергии от деформации и, следовательно, к изменению природьг эластичности. В случае некристаллизующихся каучуков (бутадиеновых каучуков) при больших деформациях также возникает зависимость внутренней энергии (или объема) от величины деформации, т. е. наряду с высокой эластичностью проявляется упругость кристаллического типа. В последнем случае изменение механизма упругости вызвано тем обстоятельством, что в сильно деформированном образце гибкость выпрямленных цепей весьма ограничивается приложенными растягивающими силами. Иначе говоря, при большой деформации растяжения выпрямленная цепь ведет себя, как жесткая молекула. Вследствие этого дальнейшее развитие деформации приводит к проявлению упругости, характерной для кристалла. [c.200] Таким образом, в любом случае, когда по какой-либо причине ограничивается гибкость цепей (или вследствие упорядоченного расположения в узлах решетки кристалла каучука, или вследствие действия выпрямляющих цепь внешних сил), происходит изменение характера деформации каучука, т. е. переход от высокой эластичности к обычной упругости. Это находит свое отражение в том факте, что при больших деформациях модуль упругости начинает резко возрастать, а способность к дальнейшему растяжению заметно убывает. Именно этими обстоятельствами объясняется появление (при больших значениях деформации) на кривой растяжения перегиба, придающего этой кривой -образную форму. [c.201] Помимо изложенного следует еще отметить существенное влияние, которое оказывает температура на степень отклонения свойств реального каучука от свойств идеального. При повышении температуры, вследствие изменения соотношения между энергией взаимодействия и энергией теплового движения молекул, возрастает подвижность всей цепной молекулы, что вызывает появление текучести. Таким образом, повышение температуры приводит к тому, что, помимо высокоэластической части деформации, становится заметной и даже может стать преобладающей пластическая часть деформации. С другой стороны, понижение температуры, увеличивая влияние энергии взаимодействия между звеньями по сравнению с влиянием энергии их теплового движения, может привести, к тому, что звенья цепи потеряют подвижность, и способность цепи изгибаться не смсжет быть реализована (явление застеклования каучука). В этом случае высокоэластическая деформация резко уменьшается и проявляется только упругая часть деформации. При сильном охлаждении каучук становится твердым и малодефор-мируемым. Эти две области температур (область размягчения и область появления текучести) ограничивают проявление высокоэластических свойств. Ясно, что слабая вулканизация, затрудняя текучесть, расширяет температурную область высокой эластичности. [c.201] Все изложенное до сих пор относилось к равновесным состояниям деформированного каучука или мягкой ненаполненной резины. Однако для реального деформированного каучука характерным является как раз отсутствие равновесия. Время установления равновесия в системах с большими молекулами может достигать даже часов, суток и месяцев. Поэтому за короткое время наблюдения или за время деформации в условиях эксплоатации деформированные резины редко - достигают равновесия. Именно это и лежит в основе релаксационных явлений (гистерезиса, упругого последействия и т. д.). играющих большую роль в деформации каучука. [c.201] Из изложенного следует, что выводимые из термодинамических или статистических соображений закономерности, приложимые только к состояниям равновесия, имеют смысл предельны закономерностей. [c.202] Вернуться к основной статье