由于
高分子链的
热运动,使得链段在小范围内绕某链轴作旋转运动,使
构象发生变化。分子链愈卷曲,则可能的构象数目愈多,体系的熵愈大;反之,链愈伸直,则可能的构象数目愈少,体系的熵也愈小,因而体现出张力。这种由于
分子热运动,即体系熵增大所引起的弹性称为熵弹性。其特征是当温度升高时,热运动增加,因而弹性增大。因此,高弹性的本质是一种熵弹性。
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。
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。