Spannungs-Dehnungs-Eigenschaften von Gummi
Die Spannungs-Dehnungs-Kurve ist typisch für einen länglichen kristallinen Gummi, und ihre Hauptkomponente ist die Entropieänderung, die durch die Ordnung des Systems verursacht wird. Wenn das Molekül allmählich begradigt wird, verschwindet der Isolationseffekt der Verzweigungsketten auf die Molekülkette und die intermolekulare Anziehung wird signifikant, was dazu beiträgt, einer weiteren Verformung zu widerstehen, sodass der Gummi eine hohe Zugfestigkeit aufweist, wenn er vollständig gedehnt ist. Die Spannung von Gummi unter konstanter Belastung ist eine Funktion der Temperatur. Die Gummispannung steigt proportional mit dem Temperaturanstieg. Diese Abhängigkeit der Gummispannung von der Temperatur wird als Joule-Effekt bezeichnet und verdeutlicht den grundlegenden Unterschied zwischen der Elastizität von Metall und Gummi. In Metallen wird jedes Atom durch interatomare Kräfte in einem strengen Gitter gehalten, und die zur Verformung des Metalls geleistete Arbeit wird verwendet, um den Abstand zwischen den Atomen zu ändern, was eine Änderung der inneren Energie bewirkt. Daher wird seine Elastizität als "Energieelastizität" bezeichnet, und sein elastischer Verformungsbereich ist viel kleiner als der der "Entropieelastizität" in Gummi, was hauptsächlich auf die Änderung der Entropie im System zurückzuführen ist. Im allgemeinen Anwendungsbereich ist die Spannungs-Dehnungs-Kurve von Gummi nichtlinear, sodass das elastische Verhalten von Gummi nicht einfach durch den Elastizitätsmodul bestimmt werden kann.
