神奇伸縮杯矽膠

問與答/Q&A
導電按鍵橡膠
常溫下密度約為0.92克/平方公分,但是若將溫度降至10℃以下,橡膠會產生高分子結晶而密度上升。[6]熱傳導係數大約是0.2(J/s·m·°C)[7]
 
機械性質方面,天然橡膠在拉伸試驗過程中會產生大量彈性應變以及若干不可恢復的塑性應變。[8]硫化前的天然橡膠具有強烈的剪切稀化性,然而隨著硫化熟成後此性質趨於不明顯,拉伸方向的抗拉強度也將提升。由於天然橡膠在受到極小的外力壓縮時就會產生塑性應變,天然橡膠被視為一種軟物質。在應變-應力行為表現上,天然橡膠具有慕林斯效應以及潘恩效應,而且常帶有超彈性。天然橡膠還有應變結晶化的性質,在經歷應變時會產生相變化。如同多數的彈性體,天然橡膠還有高夫-焦耳效應,如果在受到拉伸應力時再予以加熱,則天然橡膠傾向收縮。橡膠
天然橡膠的彈性原理不同於金屬,金屬的彈性來自於金屬原子間鍵結的伸縮和扭曲,因此,對金屬製品如彈簧施力時功是被儲存在電位能中的。天然橡膠的彈性則是來自於高分子材料的變凝行為(thixotropic behavior),對天然橡膠施力時,功以熱能的形式儲存於橡膠中。在鬆弛、缺乏施力的狀態時,天然橡膠的微觀狀態呈現綿密纏繞的長鏈狀,此長鏈不斷進行旋轉、扭動。當天然橡膠受到外力拉扯時,微觀狀態下的長鏈被拉直,長鏈的旋轉、扭動相對減少。基於此理,橡膠再加上熵值的變化和自由度有關的前提,鬆弛時天然橡膠有較高的自由度,反之,拉直時天然橡膠擁有的自由度則較低。在天然橡膠的鬆弛過程中,熱能轉換成動能,熵值上升,進行系統對環境的吸熱,天然橡膠的系統溫度上升。而在拉伸天然橡膠的過程中,長鏈的動能轉換為熱能,熵值下降,進行系統對環境的放熱,天然橡膠的系統溫度下降。換言之,天然橡膠的鬆弛過程相當於理想氣體的膨脹過程,而天然橡膠的拉伸過程相當於理想氣體的壓縮過程,可見密閉空間中的氣體也多少具有彈性的性質,也許這種比較的說法是違反直覺的,但是把天然橡膠視為一維的氣體就合理許多。這裡提到的放熱、吸熱是熱力學上的定義,而非化學熱力學的定義,因為全部的過程中天然橡膠的化學組成是沒有變化,也沒有經歷化學反應的。在天然橡膠發揮彈性,受到應力增加拉伸與受到應力減少收縮,此天然橡膠材料經歷絕熱過程。天然橡膠的彈性與熱力學性質很容易從日常生活中驗證
橡膠


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