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彈性體(英語:Elastomer)是一類具有粘彈性的聚合物。與其它材料相比,彈性體一般具有較低的楊氏模量和較高的破壞應變。這個詞經常與橡膠混用。構成彈性體的單體一般是含有 碳,氫,氧 與(或) 硅的化合物。在玻璃轉化溫度以上,彈性體為無定形體,鏈節運動變得容易。在常溫下,橡膠一般較軟(E~3MPa)且容易變形。彈性體主要用於製造黏合劑、密封部件、輪胎、鞋底[1]等。據預測,至2020年,全球的與橡膠產業相關的收入將達到560億美元。橡膠的重要性由此可見一斑。
背景
彈性體一般是熱固性聚合物(需硫化處理),但也可以是熱塑性塑料。聚合物長鏈在硫化的時候發生交聯。彈性體的結構可以用「意粉與肉丸」的模型來描述,其中「肉丸」表示交聯點。彈性與長鏈在受到外部壓力時發生的構象變化有關。而「交聯點」的存在則保證了當外力撤去以後,彈性體能夠恢復原來的形狀。由於結構上的這些特性,不同的彈性體可以在廣至5%至700%的範圍內發生形變而不破壞其結構,具體範圍則與彈性體的種類有關。缺少交聯或過短、剛性過強的鏈都會使彈性體彈性下降,易於發生塑性形變。
彈性體的彈性也有可能不是由於交聯,而是由於熱力學因素而產生的。
熱塑性彈性體 (thermoplastic elastomer) 簡稱 TPE,指在常溫下具有硫化橡膠的性質(即彈性體特性),高溫下又可以塑化變形之高分子材料。要具體描述熱塑性彈性體與一般塑膠的區別並不容易,較大的差異為熱塑性彈性體在常溫下,具有高伸長率、高回彈率、低壓縮永久變形率、及低脆化溫度等特性,而一般的塑膠在受到應力之後則會產生永久變形或斷裂。
彈性體與橡膠
與橡膠相比,彈性體更側重的含義是一種物理和材料學的概念,它的範疇更為廣泛。彈性體中除橡膠外,還包括眾多彈性變形迥異、大分子鏈交聯方式多樣化的高分子材料。由此可見,橡膠是彈性體中最富有代表性的一類。從這個意義上講,常見橡膠包括丁苯橡膠、順丁橡膠、異戊橡膠、乙丙橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠和丁腈橡膠等都屬於彈性體。
由於一些歷史原因,早期在國內當談到彈性體的時候,所指的通常是熱塑性彈性體,而並不包含橡膠的含義,這也影響到了一些具體的技術交流。 隨着彈性體合成技術的發展及性能的提高,橡膠和彈性體的概念日益相通,習慣上兩者已稱為同義詞,經常互相代用[2]。
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參考文獻
- ↑ 聚氨酯化學與工藝12彈性體,道客巴巴,2015-2-28
- ↑ 彈性體及熱塑性橡膠製品-綠色環保添加劑,知乎專欄,2019-12-30