中文名 | 彈性體材料 | 類????型 | 特殊材料 |
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elasticity—rapid recovery of a material to its approximate initial shape and dimensions after substantial deformation by force and subsequent release of that force. 以上就是對于彈性的定義,基本大義為:材料在受力發(fā)生大變形再撤出外力后迅速回復其近似初始形狀合尺寸。 elastomer, n—an elastic polymer. 彈性體的定義很簡單,就是具有彈性的聚合物。 根據(jù)以上定義我們可以看出橡膠(Rubber)與彈性體(Elastomer)這兩個詞的內(nèi)涵的異同之處。首先這兩個詞都只具有高彈性(elasticity)的物質(zhì),但是rubber的范圍更窄一些,是能夠被交聯(lián)成不溶解??扇軡q狀態(tài)的材料。所以就嚴格意義的橡膠與彈性體材料來說,彈性體是包含橡膠的名詞。
橡膠一詞由來
考古研究表明橡膠這種材料3500年前就被人類做成皮筋用來將石斧和手柄綁扎在一起、制成小球、實心或空心的人形小雕像(G. Heinrich, et al. Reinforcement of elastomers. Current Opinion in Solid State and Materials Science 6 (2002) 195–203)。因橡膠這種材料是從南美洲三葉橡膠樹割開樹皮流出的白色漿液得到的被當?shù)赝林朔Q為“Cahuchu”,意為“樹之眼淚”。1493-1496年哥倫布第二次來到南美洲,發(fā)現(xiàn)海地土著人用橡膠制成的小球具有高彈性,將其作為奇珍帶回了歐洲。后來人們發(fā)現(xiàn)這些橡膠球能夠擦除鉛筆的痕跡,就給這種材料命名為“擦子”,英文就是“Rubber”了(英文“Rub”就是擦除擦掉的意思)。這是的rubber就是指天然橡膠了。1839年美國人Goodyear發(fā)明了橡膠的硫化,就是使線形的橡膠大分子被交聯(lián)成三維網(wǎng)絡結(jié)構(不溶解可熔融)工藝方法,從而奠定了近代橡膠加工工業(yè)的基礎。后來在研究天然橡膠分子結(jié)構的基礎上,人類又相繼發(fā)明了很多種聚合物與天然橡膠具有類似的高彈性,但是硫化工藝還是這些聚合物在加工中不可或缺的獨特工藝,因而也稱它們?yōu)橄鹉z,但在橡膠前加“合成”以與從天然植物中獲得的橡膠相區(qū)別。但是在上個世紀70年代,出現(xiàn)了一種不需硫化而只需用簡單塑料工藝即可加工的具有橡膠彈性的熱塑性高分子材料,其分子結(jié)構和加工工藝特征與天然橡膠和合成橡膠有明顯的不同,再使用橡膠來命名已經(jīng)不合適了。
彈性體
為了與一般的塑性體相區(qū)分,人們將這類高分子材料稱為”elastomer”中文就是彈性體了。“elasticity和elastic”在英文中就是彈性和有彈性的意思。后來彈性體的含義在學術界得到了不斷的擴展。在上個世紀九十年代,
橡膠與彈性體
隨著科學技術的發(fā)展,各個學科不斷交叉,有一些領域也借用rubber這個詞,主要是表現(xiàn)材料的高彈性。“Metal Rubber”(金屬橡膠)就是一個很好的例子。在阻尼減震吸聲領域,將一定質(zhì)量的、拉伸開的、螺旋狀的金屬絲堆放好,然后用冷沖壓工藝成型均質(zhì)的彈性多孔物質(zhì)稱為“金屬橡膠”(金屬橡膠材料聲學參數(shù)理論計算及實驗研究. 聲學學報2007.11)。美國弗吉尼亞州布萊克斯堡的納米聲波實驗室的化學家們利用靜電吸引作對電解質(zhì)分子進行組裝研制出了一種新型材料??梢园阉で豢梢园阉L一倍;可以把它放進油里“煮”到200℃,仍然絲毫無損。經(jīng)受這些后,它可以很快像橡膠一樣恢復原狀,而且它還像固體金屬那樣可以導電。因而這種材料也被稱為“金屬橡膠”。該材料在諸如人造肌肉、智能衣服、活動機翼等各領域具有潛在的應用價值。(新型材料——金屬橡膠. 金屬世界2007.5)
首先根據(jù)美國測量與材料協(xié)會(ASTM)頒布的ASTM D1566-07a標準,“Standard Terminology Relating to Rubber(橡膠相關標準術語學)”來辨析一下這兩個詞的定義及其涵蓋范圍。 rubber—material that is capable of recovering from large deformations quickly and forcibly, and can be, or already is, modified to a state in which it is essentially insoluble (but can swell) in boiling solvent, such as benzene, methyl ethyl ketone, or ethanol-toluene azeotrope. DISCUSSION—A rubber in its modified state, free of diluents, retracts within 1 min to less than 1.5 times its original length after being stretched at room temperature (18 to 29°C) to twice its length and held for 1 min before release. 以上就是該標準對于橡膠(rubber)的定義。從這個定義包含兩層含義:(1)是說明了橡膠材料的力學特征——能夠從大變形迅速而強烈的回復;(2)是說明了橡膠可以被改性(實際上就是化學交聯(lián))到不溶解、可溶脹的狀態(tài)——能夠被改性(或已經(jīng)被改性)至一種不能被沸騰溶劑(如苯、甲基乙基酮、乙醇-甲苯共沸物)溶解(但可以溶漲)的狀態(tài)。 該定義還對改性后的橡膠(不含稀釋劑,可能是指增塑劑)的力學性能特點做了更明確的解釋——在(18-29C)溫度范圍下被拉伸至本身原始長度的2倍并保持1min后撤出外力,能夠在1min內(nèi)回縮到小于其1.5倍原長。
熱塑性彈性體(thermoplastic elastomer,TPE)的定義為:在常溫下顯示橡膠彈性,在高溫下能夠塑化成型的高分子材料。因此,這類聚合物兼有熱塑性橡膠和熱塑性塑料的某些特點。熱塑性彈性...
PVC基材是PVC,屬彈性體 .一般PVC+NBR現(xiàn)在也納入了彈性體,推薦一個專業(yè)熱塑性彈性體技術社區(qū),上面亨通光電,特變電工的技術工程師,有蠻多的在上面交流,尤其是做PVC電纜料、EVA電纜料的韌兄...
彈性體指熱塑性彈性體和不能用硫黃硫化的各種特殊飽和橡膠(于清溪·橡膠原材料手冊·化學工業(yè)出版社)。目前"彈性體"更擴展為具有彈性的聚合物的總稱。
《標準彈性體材料與液壓液體的相容性試驗(GB/T 14832-2008)》規(guī)定了評價標準彈性體與液壓液體相容性的試驗方法,標準彈性體是按照規(guī)定的配方和工藝制造的,用于對液體進行基本比較?!稑藴蕪椥泽w材料與液壓液體的相容性試驗(GB/T 14832-2008)》是中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局和中國國家標準化管理委員會發(fā)布的,為中華人民共和國國家標準,由中國標準出版社出版發(fā)行。
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Science最近報道研究人員仿貽貝合成新型彈性體材料,材料機械性能極其優(yōu)異,在保持延展性不降低的情況下,剛性和韌性顯著提高。特別之處在于研究人員借助鄰苯二酚與鐵離子配合作用形成彈性體的交聯(lián)點(網(wǎng)絡聚合物),這種交聯(lián)點在外力作用下可以分離與重構,所以使拉伸性能和剛性韌性兼得。
參考文獻:http://science.sciencemag.org/content/358/6362/502
Abstract
Materials often exhibit a trade-off between stiffness and extensibility; for example, strengthening elastomers by increasing their cross-link density leads to embrittlement and decreased toughness. Inspired by cuticles of marine mussel byssi, we circumvent this inherent trade-off by incorporating sacrificial, reversible iron-catechol cross-links into a dry, loosely cross-linked epoxy network. The iron-containing network exhibits two to three orders of magnitude increases in stiffness, tensile strength, and tensile toughness compared to its iron-free precursor while gaining recoverable hysteretic energy dissipation and maintaining its original extensibility. Compared to previous realizations of this chemistry in hydrogels, the dry nature of the network enables larger property enhancement owing to the cooperative effects of both the increased cross-link density given by the reversible iron-catecholate complexes and the chain-restricting ionomeric nanodomains that they form.
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《密封元件為彈性體材料的旋轉(zhuǎn)軸唇形密封圈(第4部分):性能試驗程序(GB/T 13871.4-2007)》由中國標準出版社出版。