3.Gummi och gummielasticitet Flashcards
(9 cards)
Definiera gummielasticitet. 33-34, 36
1) Momentan deformation och återhämtning
2) Helt reversibel deformation
3) Även små pålagda krafter kan ge stora deformationer
Definiera Hooke’s elasticitet (linjär elastisk deformation). 34
Linjär relation mellan spänning och töjning
Definiera plastisk deformation.
Material som utsätts för en pålagd kraft töjer sig icke-reversibelt och med tidsfördröjning. När kraften tas bort är alltså deformationen kvar. Ex. många metalliska material.
Definiera energidriven elasticitet.
Lägg kraft på ett material av atomer/molekyler som befinner sig på jämviktsavstånd till varandra (i obelastat tillstånd), medför att avståndet de emellan ökar. Leder till att fri energi ökar i materialet men entropin är densamma. (se Ur-graf på s 37)
Materialet når snabbt gränsen där det inte hålls ihop.
Definiera entropidriven elasticitet.
Då molekylkedjan utsätts för dragande kraft ändra ej dess energi men entropin sjunker. (se Sr-graf s 38)
Ex. Om en polymerkedja utsätts för dragande kraft kommer huvudkedjebindningarna rotera och konformationen ändras för att anpassa sig till den pålagda kraften. Ingående atomers bindningsavstånd ändras ej (=molekylens energi ändras ej) men kedjan sträcks ut (=entropin sjunker).
Hur ser gummielasticitetsekvationen ut?
Vilka antaganden bygger det på?
σ = (ρRT/M_c)(λ^2-(1/λ)) (s 39, ekv 3.6)
Antaganden:
¤ Det glest tvätbundna nätverket är helt homogent
¤ Kedjesegmenten mellan tvärbindningarna beskrivs
med Gaussisk statistik
¤ V = konst
Vilka observationer kallas för Gouch-Joule effekten?
1) Gummi som sträcks ut blir varmt och svalnar när det går tillbaka till sin ursprungliga form.
2) Utsträckt gummi som värms under konstant belastning drar ihop sig. Medans om det skulle kylas förlängs det.
3) Placeras utsträckt gummi i kallt vatten minskar elasticiteten delvis och relativ densitet ökar. Materialet återgår till ursprunglig form om det sedan väms.
Vad krävs för att uppfylla gummielasticitet?
¤ Hög molekylvikt
¤ Hög kedjerörlighet
¤ Måttlig tvärbindning mellan kedjorna för att undvika irreversibel kedjeglidning (kovalenta tvärbindningar mellan kedjorna “drar tillbaka” dem till ursprunglig form. För många tvärbindningar gör kedjorna svårrörliga och de kan ej genomgå större deformationer.)
FUN FACT: Två exempel på naturliga polymerer vi lärt oss utvinna ur en naturlig källa och manipulera kemiskt för att få gummielastiskt beteende. Samt lite om manipulationen.
Naturgummi (NR): Syntetisk behandling för att skapa kovalenta tvärbindningarmellan kedjorna
Gelatin: Kollagen utvinns ur ben, hud, senor och muskler, renas och behandlas. Får då linjära proteinkedjor. När denna råvara värms över smältpunkten och får svalna i vatten skapas kovalenta tvärbindningar mellan kedjorna.
