Elastomeer

Een natuurlijk of synthetisch materiaal dat elastische eigenschappen vertoont, en heeft de mogelijkheid om vervormen onder belasting en terug te keren naar zijn oorspronkelijke vorm zodra belasting wordt weggenomen. Voorbeelden hiervan zijn rubber, thermoplastische elastomeren, en thermoplastisch polyurethaan.

Een elastomeer is een polymeer met het eigendom van elasticiteit. De term, die is afgeleid van elastisch polymeer, wordt vaak door elkaar gebruikt met de term rubber, hoewel de laatste heeft de voorkeur bij de verwijzing naar vulcanisates. Elk van de monomeren die link naar het polymeer te vormen is meestal gemaakt van koolstof, waterstof, zuurstof en / of silicium. Elastomeren zijn amorfe polymeren bestaande boven hun glasovergangstemperatuur, zodat een aanzienlijke segmentale beweging mogelijk is. Bij omgevingstemperaturen rubbers zijn dus relatief zacht (E ~ 3MPa) en vervormbaar. Hun primaire toepassingen zijn voor zeehonden, lijmen en gegoten flexibele onderdelen.

Achtergrond

A is een schematische tekening van een onbeklemtoonde polymeer. De stippen geven cross-links. B is hetzelfde polymeer onder stress. Als de stress wordt verwijderd, zal het terugkeren naar de A configuration.Elastomers zijn meestal thermoharders (waarbij vulkanisatie), maar kan ook worden thermoplastische (zie thermoplastisch elastomeer). De lange polymeerketens cross-link tijdens het uitharden, dat wil zeggen, vulkaniseren. De moleculaire structuur van elastomeren kan worden voorgesteld als een 'spaghetti en gehaktbal' structuur, met de gehaktballetjes betekenende cross-links. De elasticiteit is afgeleid van het vermogen van de lange ketens opnieuw te configureren zichzelf op een toegepaste spanning te verdelen. De covalente cross-banden zorgen dat de elastomeer zal terugkeren naar de oorspronkelijke configuratie als de stress wordt verwijderd. Als gevolg van deze extreme flexibiliteit kunnen elastomeren reversibel uitstrekken 5-700%, afhankelijk van de specifieke materiaal. Zonder de cross-verbanden of met korte, onrustig opnieuw geconfigureerd kettingen, zou de toegepaste spanning resulteert in een blijvende vervorming.

Temperatuur effecten zijn ook aanwezig in de aangetoonde elasticiteit van een polymeer. Elastomeren die zijn gekoeld tot een glasachtige of kristallijne fase minder mobiel kettingen, en als gevolg daarvan minder elasticiteit, dan die gemanipuleerd bij temperaturen hoger dan de glasovergangstemperatuur van het polymeer.

Het is ook mogelijk voor een polymeer om elasticiteit die niet te wijten is aan covalente cross-links vertonen, maar in plaats daarvan voor thermodynamische redenen.