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ゴム弾性について
psa29の回答
- psa29
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ゴムは、室温でエントロピー弾性（ゴム弾性）を示します。 輪ゴムを液体窒素に浸漬すると、凍ってしまい、一般の樹脂のようになってしまいます。 通常の樹脂は、弾性率が高く、少ししかひずみません。 これをエネルギー弾性または、エンタルピー弾性と呼びます。 ゴムのように数１００％や、それ以上に伸びることはありません。 ゴムが凍ってしまう温度をガラス転移温度（Ｔｇ）と呼びます。 ゴムの耐寒性とは、低温になりゴム弾性の特徴である数１００％も伸びることが出来なくなることですから、ガラス転移温度の高いゴムほど耐寒性が悪いと言えます。 各種ゴムのガラス転移温度は、書物で調べることが可能です。 ポリイソプレン（-73℃）、ポリブタジエン（-90℃）といった具合です。 ＳＢＲはスチレン（+105℃）とブタジエンの共重合体ですから、スチレン含量が増えるほど、Ｔｇは高くなり、耐寒性は悪くなります。 しかし、スチレン含量が増えるほど（同じ架橋度ならば）ヤング率は高くなり、引っ張り強度も高くなります。 Ｔｇは分子鎖の周りに存在する自由体積が多いほど、つまり密度が低いほど低くなる傾向にありますから、おおざっぱに言えば、引っ張り強度が低下する方向にあるといえるかもしれません。 耐寒性を持たせるとゴム弾性が向上する・・・ これは、エンタルピー弾性が発現せずに、ゴム弾性になるということでしたら、耐寒性を持たすことと同じことを言っているにすぎませんね。 弾性率（ヤング率）は、微小変形での特性、引っ張り強度は非常に大きな変形領域での特性です。 一般の材料は １）軟らかくて（ヤング率が小さくて）、弱い（引っ張り強度が低い） ２）硬くて（ヤング率が高くて）、脆い（引っ張り強度が低い） ３）硬くて（ヤング率が高くて）、強い（引っ張り強度が高い） ４）軟らかくて（ヤング率が小さくて）、粘り強い（引っ張り強度が高い） ５）硬くて（ヤング率が高くて）、粘り強い（引っ張り強度が高い） の５タイプに分類できるそうです。 一般のゴムでは、加硫などや組成変更によってヤング率を高めていくと、引っ張り強度も上昇する傾向にあるのではないでしょうか。 「弾性の低下」とは、伸びが小さくなるとのイメージなのでしょうか？ このような表現や感覚は、あまりオススメできません。 弾性とは力を加えた後に、力を除く（力から解放する）と元の形に復元する性質のことです。 金属やプラスチックにも弾性はあります。 むしろ、ゴムよりも大きな弾性率を示します。 伸びの大小ではありません。
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いつも回答ありがとうございます<m(__)m> ＞Ｔｇは分子鎖の周りに存在する自由体積が多いほど、つまり密度が低いほど低くなる傾向にありますから・・・ とありますが、なぜ密度が低くなると、ガラス転移温度が低くなるのでしょうか？ よろしくお願いします。