熵彈性

由於高分子鏈的熱運動，使得鏈段在小範圍內繞某鏈軸作旋轉運動，使構象發生變化。分子鏈愈捲曲，則可能的構象數目愈多，體系的熵愈大；反之，鏈愈伸直，則可能的構象數目愈少，體系的熵也愈小，因而體現出張力。這種由於分子熱運動，即體系熵增大所引起的彈性稱為熵彈性。其特徵是當溫度升高時，熱運動增加，因而彈性增大。因此，高彈性的本質是一種熵彈性。

基本介紹

• 中文名：熵彈性
• 外文名：entropic elasticity
• 對象：分子排列
• 學科：化學
• 屬性：狀態函式

詳情：對於天然橡膠或線性非晶態聚合物的高彈態(溫度高於玻璃化溫度)，變形主要是由原處於捲曲狀態的長分子鏈沿應力方向伸展而實現，伸展的分子鏈由於構象數較少，因而熵較小。當外力去除後，熵增大的自發過程將使分子鏈重新回復到捲曲狀態，產生彈性回復。這種由熵變化為主導致的彈性變形稱為熵彈性。

熵彈性是高分子鏈最本質的性質，高分子鏈的幾乎全部不同於小分子的特殊性質都與熵彈性有關。

熵彈性的基本特點與能彈性剛好相反。

能彈性和熵彈性現象的特徵區別：

主要有如下三點：

1.能彈性體的模量高、可逆形變值小，例如鋼的模量達2．1×10^7 N/cm2；熵彈性體的模量低，可逆形變值大，如橡膠的模量為20~80N/cm2，其伸長可達百分之幾百。熵彈性體的模量低值與氣體相似，約為10N/cm2。

2.能彈性體(如鋼)伸長時變冷(吸熱而增加內能)，熵彈性體(如橡膠)伸長時發熱(熵減小而放出熱量)。

3.負荷下的鋼加熱時膨脹，而只有很輕微拉伸下的橡膠才是這樣，一般，伸長較大的橡膠加熱時收縮。因此，熵彈性體的彈性模量因加熱而增大。