弹性体

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介绍

在分子水平上，研究不同材料是材料科学家的工作。这些科学家研究、探索和开发有助于塑造现代产业的新材料。根据特性、成分和其他因素，世界上所有材料都分为各种类型和类别。

聚合物是一类非常有趣的材料或物质，可以被称为无处不在。术语“聚合物”用于指代分子较大且由大量重复部分或亚单元组成的物质。从人体内的天然存在到多年的合成发展，聚合物以各种形式存在。它们被用于几乎无数的领域，如果没有它们，我们的存在将陷入停滞；从字面上看！

在本教程中，我们将讨论一种称为弹性体的特殊类型的聚合物。

什么是弹性体？举例说明。

弹性体是具有两种特殊性质的聚合物。

• 首先，顾名思义，它们具有弹性，即它们可以在不断裂的情况下被拉伸，并且一旦我们松手，它们就会恢复到原来的尺寸。

• 其次，它们本质上是粘性的。您可以将粘度视为某种流体的“厚度”。例如，蜂蜜比水更粘稠。从科学上讲，粘度是指材料抵抗变形的能力。

• 关于弹性体需要注意的另一个特性是，它们之间的分子间力通常较弱。这就是使它们如此有弹性的原因，因为它允许它们很容易地拉伸。弹性体最常见的例子是橡胶。您可能已经体验过，橡胶很容易变形，并且一旦我们不管它们，它们就会迅速恢复到原来的尺寸。弹性体还用于制造密封件和粘合剂。

弹性体的类型

虽然弹性体有大量的分类，但它们可以大致分为两类：热固性和热塑性。我们将在下面讨论这两种类型

热固性弹性体

即使我们施加热量和压力，这些弹性体在制造后也不能重新成形或重塑。它们对各种条件具有很强的抵抗力。之所以将这些聚合物命名为“热固性”，是因为在初始热处理后，它们会“固化”，并且不再受热量影响。

您可以将热固性弹性体想象成煮熟的鸡蛋。煮熟后，鸡蛋会凝固，现在无法再重新成形了。

聚酯和硅酮是两种常见的热固性弹性体。

热塑性弹性体

即使在最初制造之后，这些弹性体也可以重新成形和重塑。我们只需要一些热量，就可以根据我们的意愿重新塑形它们。将这些弹性体想象成冰淇淋。冰淇淋会凝固，但取出冰箱后会再次变成液体。然后，我们可以将其重新冷冻成我们想要的任何形状。

聚乙烯、尼龙和 PVC 是最常见的热塑性塑料的例子。

弹性体的特性

我们在上面列出了弹性体的三个主要特性。让我们详细讨论一下它们 -

粘度

物质的粘度是其抵抗变形的能力。粘度通常归因于流体，非正式地，您可以将粘度视为厚度。一杯奶昔比水“更厚”。也就是说，奶昔的粘度更高。

弹性体的粘度高于其他聚合物。与我们所知的普通液体（如水和蜂蜜）相比，聚合物的粘度要高得多。您可以通过想象橡胶与水和蜂蜜相比的“厚度”来将其放在合适的角度。

弹性

弹性是指物质在去除导致变形的来源后拉伸并恢复到其原始形状的能力。因此，橡皮筋具有很强的弹性，而木材的弹性要小得多，如果施加过大的力，甚至可能断裂。

弹性体与高弹性相关。如前所述，橡胶是一种弹性体，您一定注意到了橡胶的弹性。弹性体还用于制造粘合剂。

低分子间力

所有物质，无论是固体、液体还是气体，都通过分子间力结合在一起。这些力使构成物质的分子保持在一起。在弹性体中，这些力通常较弱。该特性是弹性体高弹性的原因，因为低分子间力允许它们轻松拉伸。

弹性体与聚合物的区别。

从技术上讲，弹性体是聚合物的一个子类。因此，与其说它们与聚合物不同，不如说它们具有一些并非所有聚合物都具有的额外特性。以下是总结 -

弹性体	聚合物
弹性体是具有高粘度和弹性以及低分子间力的聚合物。	聚合物是由数百甚至数千次重复大分子形成的材料。
所有弹性体都是聚合物	并非所有聚合物都是弹性体。
弹性体具有高弹性和粘度。	聚合物的弹性会根据其结构而有所不同。
弹性体是无定形聚合物。	聚合物可能是无定形的或结晶的。
弹性体具有柔韧性，可以承受压力。	聚合物通常是刚性的，在压力下会断裂。一些聚合物，如弹性体，是该特性的例外。

弹性体的应用

弹性体的应用非常广泛。合成弹性体不仅用于工业和我们的日常生活中，而且还存在天然弹性体，如果没有它们，我们将无法完成许多日常任务。

• 天然橡胶，源自橡胶树，是一种弹性体，用于制造拖鞋和乳胶产品。

• 硅也是一种弹性体，用于制造我们在日常生活中使用的无数物品。

• 例如，许多烘焙产品都是用硅胶制成的，因此它们可以承受高温。

• 弹性体还用于制造橡胶密封件和粘合剂。汽车和自行车上使用的轮胎也是由各种合成弹性体制造的，汽车挡风玻璃上的雨刷也是如此。

结论

弹性体是一种聚合物，其特征是高粘度和弹性，以及低分子间力。这意味着它们可以拉伸并恢复到其原始结构而不会断裂。弹性体的一个常见例子是橡胶。

弹性体分为热固性和热塑性弹性体。前者在初始热处理后会“固化”，并且无法再重塑。后者可以通过施加热量进行多次重新成形和重塑，并且不会失去其原始特性。弹性体是聚合物的一个子类，因此从技术上讲与聚合物不同。它们只是碰巧具有一些额外的特性，这些特性在许多应用中非常有用，例如汽车轮胎、挡风玻璃刮水器、乳胶产品、拖鞋、莱卡等。

常见问题

Q1. 举一个存在于人体内的聚合物的例子。

答：人体内的 DNA 链是聚合物的一个例子。

Q2. 什么类型的键是聚合物的特征？

答：聚合物通过共价键结合。

Q3. 什么是单体？

答：聚合物是由大规模重复一组分子或原子形成的。这组原子/分子，当重复时会产生聚合物，被称为单体。

Q4. 在聚合物内部，可以存在多种类型的单体吗？

答：是的。聚合物可以由单个单体组成，也可以由不同类型的单体的重复形成，从而产生称为共聚物的东西。

Q5. 相同的单体可以导致不同类型的聚合物吗？

答：是的。根据制造条件，结果可能会有很大差异，从而导致从相同单体产生不同类型的聚合物。