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[科普中国]-熵弹性

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**详情:**对于天然橡胶或线性非晶态聚合物的高弹态(温度高于玻璃化温度),变形主要是由原处于卷曲状态的长分子链沿应力方向伸展而实现,伸展的分子链由于构象数较少,因而熵较小。当外力去除后,熵增大的自发过程将使分子链重新回复到卷曲状态,产生弹性回复。这种由熵变化为主导致的弹性变形称为熵弹性。2

熵弹性是高分子链最本质的性质,高分子链的几乎全部不同于小分子的特殊性质都与熵弹性有关。3

熵弹性的基本特点与能弹性刚好相反。2

能弹性和熵弹性现象的特征区别:

主要有如下三点:

1.能弹性体的模量高、可逆形变值小,例如钢的模量达2.1×10^7 N/cm2;熵弹性体的模量低,可逆形变值大,如橡胶的模量为20~80N/cm2,其伸长可达百分之几百。熵弹性体的模量低值与气体相似,约为10N/cm2。

2.能弹性体(如钢)伸长时变冷(吸热而增加内能),熵弹性体(如橡胶)伸长时发热(熵减小而放出热量)。

3.负荷下的钢加热时膨胀,而只有很轻微拉伸下的橡胶才是这样,一般,伸长较大的橡胶加热时收缩。因此,熵弹性体的弹性模量因加热而增大。4