第六章 橡胶弹性

第六章橡胶弹性

一、概念

1、熵弹性

2、热塑性弹性体

二、选择答案

1、你会选（ A ）聚合物用作液氮罐的软密封。（液氮沸点为77K）

A、硅橡胶，

B、顺丁橡胶，

C、天然橡胶，

D、丁苯橡胶

2、橡胶试样快速拉伸，温度升高的原因是（C ）。

⑴分子链从蜷曲到伸展，熵减小放热，⑵分子内摩擦放热，⑶拉伸诱导结晶放热。

A、⑴

B、⑴⑵

C、⑴⑵⑶

D、以上皆不对

三、填空题

1、交联橡胶的状态方程为，只有在形变很小时，交联橡胶的应力－应变关系才符合虎克定律。

2、橡胶高弹性的热力学本质为熵弹性，即橡胶拉伸时，内能几乎不变，而主要引起熵值的变化。

四、回答下列问题

1、交联橡胶弹性统计理论的根据是什么？写出由它得出的交联橡胶的状态方程，并说明状态方程的意义。

2、在一具有适当交联度软橡皮试条下端掛一砝码（不是过重），达到平衡形变后，升高温度，会观察到什么现象？为什么？

橡胶的模量随温度升高而增高，外力不变，则由状态方程可得出伸长率减少。故升高温度，会观察到交联度软橡皮试条回缩。

5-4 当迅速拉一块橡胶时，测量温度有些升高，当外力去掉，温度又有所下降，请解释这种现象？

解：根据橡胶热力学分析，得出公式为发fDl=-TdQ

当拉伸时dl>0 所以dQ<0 是放热反应

当外力去掉回缩时dl<0 所以dQ>0 是吸热反应

当压缩时，受力与拉力大小相同，方向相反，dl<0,f<0 所以dQ<0 是放热反应

这是因为在拉伸前，分子排列是不规整的，熵值是大的，因混乱程度大，经拉伸时分子排列规整，混乱程度减小，分子链从一种构象变成另一种构象，熵值减小，再者，分子间的内摩擦生热，所以是放热，当外力去掉以后，分子链段由约束状态，变成自由状态，也就是由有序态变成无序态，熵值在增加，热运动在增加，但此时，所需的热量，不可能自身供给，只能来自外界，这就是回缩时需要吸热。

5-5 一硫化橡胶，链段分子量为10000，密度为，问于下拉长1倍时的张力为多少？解：根据公式

先求出单位体积中链数目

T=273+25=298K

R=1.38

拉伸一倍的情况代入公式

五、计算题

1、天然橡胶硫化后，网链平均分子量为6000，密度为0.90g/cm3。如果要把长度10cm，截面积0.26cm2的试样，在25℃下拉长25cm，需要多大的力？（R=8.314J/Kmol）

2、一交联橡胶试片，长2.8cm，宽1.0cm，厚0.2cm，重0.518g，在25℃时，将它拉伸一倍，测定张力为10N, 估算试样的网链的平均分子量。（R=8.314 J/K·mol）

3、某一硫化橡胶试样，应力为1.5×106N／m2时拉伸比为2.5。是计算该试样1cm3中的网链数。