Sprężystość i moduł sprężystości

(copy 1)

Elastyczność gumy/elastomeru jej odporność na zewnętrzną deformację lub odkształcenie. Elastyczność gumy jest związana z odwracalnymi zmianami entropii. Pochodzenie tych odwracalnych zmian entropii w matrycy gumowej lub elastomerowej wzdłuż łańcuchów polimeru można opisać za pomocą następujących aspektów: 

Jeśli zygzakowata cząsteczka elastomeru zostanie wydłużona pod wpływem jakiejkolwiek siły zewnętrznej, kąt wiązania między sąsiednimi cząsteczkami wzdłuż łańcucha zostanie zmieniony. Jeśli te małe zmiany zachodzą bez aktywacji procesów tarcia, nie jest wymagana energia odkształcenia.

Z drugiej strony rozciąganie oznacza, że orientacja zachodzi na poziomie molekularnym, a entropia (zaburzenie w systemie) zmniejszy się. Jeśli siła zewnętrzna zostanie usunięta, energia cieplna z otoczenia zostanie pochłonięta, a cząsteczki powrócą do swojej początkowej orientacji; kąt wiązania powróci do początkowego, a cząsteczki skurczą się do swojego pierwotnego kształtu. 

Moduł sprężystości to wielkość, która mierzy odporność przedmiotu lub substancji na odkształcenie sprężyste (tj. nietrwałe), gdy jest do nich przyłożone naprężenie. Moduł sprężystości obiektu definiuje się jako nachylenie jego krzywej naprężenie-odkształcenie w obszarze odkształcenia sprężystego: [1] Sztywniejszy materiał będzie miał wyższy moduł sprężystości. Moduł sprężystości definiuje się według następującego wzoru: 

Figure 1: The figure shows a typical stress-strain curve for rubber elasticity.

(copy 2)

Moduł E może być zmierzony za pomocą DMA 242 Artemis® oraz DMA EPLEXOR®.


Powiązane metody

DMA