Эластомеры – их особенности и свойства

Эластомеры окружают нас в повседневной жизни, в быту, в профессиональной деятельности, но что это такое и насколько это значимо для людей? Эластомер – это вещество с уникальными свойствами, схожими с эксплуатационными свойствами резины. Но не совсем правильно называть эластомер резиной, так как резина изготавливается на основе натурального каучука методом вулканизации серой, пероксидами и оксидами металлов, некоторыми другими вулканизирующими агентами. Скорее можно сказать, что резина относится к группе эластомеров, многие из которых же являются высокоэластичными полимерами (полибутадиен, полиизобутилен и полиуретаны).

Какие же свойства делают эластомеры особенными? В первую очередь это их эластичность. Благодаря особой структуре молекул, они могут растягиваться в 2-3, а иногда и в 7-10 и более раз. И что еще более важно, по факту снятия нагрузки они способны восстанавливать исходную форму. Никаких остаточных деформаций при этом не наблюдается. Это происходит благодаря одному особому явлению, именуемому энтропией, к высокой степени которой стремится любое вещество.

Энтропия – что это такое?

Впервые само понятие и термин энтропия были введены при выведении второго закона термодинамики. В нашем случае энтропия – это степень упорядоченности вещества.

Простыми словами

Доводилось ли вам когда-либо строить песчаные замки на морском берегу? Из песка можно возвести довольно сложные конструкции, которыми можно любоваться какое-то время, нежась на солнышке. Но с течением времени вы начинаете замечать, что четкость форм и контуров начинает утрачиваться. Песчинка за песчинкой – под воздействием ветра и прочих физических сил замок разрушается. Песок стремится вернуться в свое исходное состояние – в состояние полной (правильнее – максимально возможной) неупорядоченности. Причем этот возврат происходит без каких-либо последствий для самого песка и каждой отдельной песчинки. Это и есть высокая энтропия. Песок, как и вода, например, являются веществами с высокой энтропией, в то время как хрустальная ваза является объектом с низкой энтропией, так как, разбившись, она будет навсегда безвозвратно утеряна, а осколки в их исходном виде не годятся для постройки новой вазы.

 

Эластомеры не отличаются настолько же высокой энтропией, как песок или вода, но именно это свойство молекул заставляет их стягиваться. gcВнутри эластомеров молекулы пребывают в спутанном, смешанном или беспорядочном состоянии. Когда на вещество оказывается внешнее воздействие, молекулы растягиваются и упорядочиваются, но в соответствии с законами физики, энтропия заставляет их стремиться вернуться в исходное – менее упорядоченное состояние. Если растянуть молекулы достаточно сильно, они утрачивают свои свойства, так как наступает состояние достаточной упорядоченности для старта процесса кристаллизации.2 Именно поэтому длительное пребывание резины в сильно растянутом состоянии приводит к ее порче – она утрачивает свои свойства эластичности и упругости, на ней появляются трещины, она легко рвется или даже крошится. Схожими свойствами обладают все эластомеры, а ключевыми различиями между ними можно считать степень эластичности и упругости. Но для аморфных полимеров есть еще одно определяющее свойство – температура стеклования.

Что такое порог стеклования?

Порог стеклования – это пороговая температура (Tg). При значениях ниже Tg аморфный полимер приобретает свойства стекла или пластика – он становится хрупким и твердым. При значениях температуры выше Tg он отличается мягкостью, эластичностью и податливостью. Аморфный полимер считается термопластиком в том случае, если температура его стеклования находится в пределах +15… +20 градусов и ниже. То есть, при комнатной температуре он будет твердым. Если же температура стеклования выше этих значений, то он считается эластомером.

Как добиться наиболее высоких эксплуатационных свойств эластомера?

3Чтобы придать эластомеру наибольшую упругость, эластичность и прочность, ученые пошли на хитрость, применив тактику сшивания макромолекул. В результате химической реакции между отдельными макромолекулами устанавливаются ковалентные связи. Это своеобразные мостики, соединяющие между собой отдельные макромолекулы и превращая их в одну гигантскую молекулу. Это значительно повышает эксплуатационные свойства вещества, позволяет такому материалу значительно легче восстанавливать исходную форму и значительно сложнее растягиваться – делает его максимально упругим. Да, фактически, держа в руках кусок такого эластомера, вы, по сути, держите всего лишь одну огромную молекулу. И это далеко не все хитрости современной химии, благодаря которым вы можете наслаждаться повседневными благами, комфортом, даже не обращая внимания и не задумываясь над тем, как много эластомеров вы используете в повседневной жизни!

С ценами на услуги нашей компании можно ознакомиться в разделе СТОИМОСТЬ

Или закажите консультацию специалиста в удобное для Вас время!

Заявка абсолютно бесплатна и ни к чему Вас не обязывает!

Бесплатная консультация специалиста

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

*

Заказать звонок

Оставьте заявку и вам перезвонят в удобное для вас время.