ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ

ВЫСОКОЭЛАСТИЧЕСКОЕ СОСТОЯНИЕ, одно из трёх физ. состояний аморфных полимеров (см. Аморфное состояние). Оно проявляется в интервале температур между температурами стеклования и текучести у полимеров, макромолекулы к-рых имеют цепное строение и достаточно гибки. В. с. наблюдается также и у полимеров, макромолекулы к-рых прочно связаны в пространств, сетку, имеющую достаточно длинные и гибкие отрезки цепного строения между узлами. Полимеры в В. с. отличаются способностью к огромным обратимым деформациям растяжения (до многих сотен процентов), низкими значениями модуля эластичности [0,1-10 Мн/м² (1-100 кгс/см²)], выделением тепла при растяжении, возрастанием равновесного модуля эластичности с темп-рой и др. особенностями. Наиболее характерные представители высокоэластичных материалов - каучуки и резины.

В. с. возникает благодаря способности цепных молекул полимеров к изменению формы. Гибкие цепные молекулы под влиянием теплового движения непрерывно меняют свою форму, т. е. принимают ряд различных конформаций. При достаточно большой длине молекул число разрешённых скрученных конформаций подавляюще велико. Воздействие растягивающих сил распрямляет макромолекулы; после прекращения действия сил она вновь скручивается благодаря хаотич. характеру теплового движения. Т. о., сопротивление изменению формы полимерного тела в основном обусловлено не изменением внутренней энергии, как в кристаллических телах, а увеличением числа более распрямлённых конформаций, являющихся менее вероятными. Поэтому изотермич. деформация идеального высокоэластичного полимера связана с уменьшением энтропии и в этом смысле аналогична изотермич. сжатию идеального газа. Соответственно, для термодинамически равновесной высокоэластич. деформации сила, стремящаяся сократить растягиваемое внешними силами полимерное тело, определяется из ур-ния:

где S - энтропия, l - длина растягиваемого образца к Т - абсолютная темп-ра. Согласно статистич. теории термодинамически равновесных высокоэластич. деформаций полимеров, все особенности с. являются следствием теплового движения длинных и гибких цепных молекул. При достаточно быстрых деформациях, когда цепные молекулы уже не успевают изменять свою форму, а также при очень больших деформациях, когда дальнейшее распрямление молекул затруднено, полимеры утрачивают способность к высокоэластич. деформации и ведут себя подобно обычным твёрдым телам.

В. с. отличается своеобразным сочетанием свойств упругих твёрдых тел (способность к восстановлению исходной формы тела), упругих свойств газообразных тел (кинетич. природа эластичности) и общих свойств жидких тел (значения коэфф. теплового расширения, сжимаемости и др.).

Лит.: К а р г и н В. А., Слонимский Г. Л., Краткие очерки по фнзнко-химии полимеров, 2 изд., М., 1967; Т аг е р А. А., Физнко-химия полимеров, 2 изд., М.. 1969. Г. Л. Слонимский.