Ελαστομερές

Ένα ελαστομερές είναι ένα πολυμερές με ιξωδοελαστικότητα (που έχει ταυτόχρονα ιξώδες και ελαστικότητα) και πολύ ασθενείς διαμοριακές δυνάμεις και γενικά έχει χαμηλό Μέτρο Young και υψηλή έλλειψη τάσης συγκρινόμενο με άλλα υλικά. Ο όρος που προέρχεται από το ελαστικό πολυμερές, χρησιμοποιείται συχνά εναλλακτικά με τον όρο συνθετικό καουτσούκ, αν και ο δεύτερος προτιμάται όταν αναφέρεται στον βουλκανισμό. Καθένα από τα μονομερή που συνδέονται για να σχηματίσουν το πολυμερές συνήθως αποτελείται από άνθρακα, υδρογόνο, οξυγόνο και/ή πυρίτιο. Τα ελαστομερή είναι άμορφα πολυμερή που υπάρχουν πάνω από την υαλώδη θερμοκρασία μετάπτωσης τους, έτσι ώστε να είναι δυνατή σημαντική τμηματική κίνηση. Σε θερμοκρασίες περιβάλλοντος, τα ελαστικά είναι έτσι σχετικά μαλακά (E~3MPa) και μορφοποιήσιμα. Οι κύριες χρήσεις τους είναι για μονώσεις, κόλλες και καλουπωμένα εύκαμπτα τμήματα. Οι περιοχές εφαρμογής για διαφορετικούς τύπους ελαστικού είναι πολυάριθμες και καλύπτουν πολύ διαφορετικά υλικά όπως ελαστικά, σόλες παπουτσιών καθώς και στοιχεία απόσβεσης και μόνωσης. Η σημασία των ελαστικών μπορεί να κριθεί από το γεγονός ότι τα παγκόσμια εισοδήματα προβλέπεται να ανέλθουν στα US$56 δισεκατομμύρια το 2020.

 Τα ελαστομερή είναι συνήθως θερμοσκληραινόμενα (απαιτώντας βουλκανισμό) αλλά μπορεί να είναι επίσης θερμοπλαστικά (δείτε θερμοπλαστικό πολυμερές). Οι μεγάλες αλυσίδες πολυμερούς διασταυρώνονται κατά τη διάρκεια της σκλήρυνσης (βουλκανισμός). Η μοριακή δομή των ελαστομερών μπορεί να θεωρηθεί ως δομή 'μακαρόνια και κεφτέδες', με τους κεφτέδες να σημαίνουν διασταυρώσεις. Η ελαστικότητα προέρχεται από την ικανότητα των μεγάλων αλυσίδων να αναδιαμορφώνονται για να κατανέμουν μια εφαρμοζόμενη τάση. Οι ομοιοπολικές διασταυρώσεις εξασφαλίζουν ότι το ελαστομερές θα επιστρέψει στην αρχική του διαμόρφωση όταν η τάση αφαιρεθεί. Ως αποτέλεσμα αυτής της ακραίας ελαστικότητας, τα ελαστομερή μπορούν να επεκταθούν αντιστρεπτά από 5-700%, ανάλογα με το συγκεκριμένο υλικό. Χωρίς τις διασταυρώσεις ή με μικρές, δύσκολα αναδιαμορφούμενες αλυσίδες, η εφαρμοζόμενη τάση θα κατέληγε σε μια μόνιμη παραμόρφωση. Η εμφανιζόμενη ελαστικότητα ενός πολυμερούς επηρεάζεται επίσης από τη θερμοκρασία. Τα ελαστομερή που έχουν ψυχρή έως υαλώδη ή κρυσταλλική φάση θα έχουν λιγότερο κινητές αλυσίδες και συνεπώς μικρότερη ελαστικότητα, από αυτά που επεξεργάζονται σε θερμοκρασίες υψηλότερες από τη υαλώδη θερμοκρασία μετάπτωσης του πολυμερούς. Μπορεί επίσης ένα πολυμερές να παρουσιάζει ελαστικότητα που δεν οφείλεται στις διασταυρώσεις, αλλά σε θερμοδυναμικά αίτια. Ακόρεστα ελαστικά που μπορούν να σκληρυνθούν με θείο (βουλκανισμός): Φυσικό πολυισοπρένιο: cis-1,4-πολυισοπρένιο καουτσούκ (NR) και trans-1,4-πολυισοπρένιο Γουταπέρκα Συνθετικό πολυισοπρένιο (IR για ελαστικό ισοπρένιο) Πολυβουταδιένιο (BR για ελαστικό 1,3-βουταδιένιο) Ελαστικό Χλωροπρένιο (CR), πολυχλωροπρένιο, νεοπρένιο, Baypren κλπ. Ελαστικό βουτυλίου (συμπολυμερές του ισοβουτυλένιου και ισοπρένιου, IIR) Αλογονωμένο ελαστικό βουτυλίου (χλωροβουτυλο ελαστικό: CIIR; βρωμοβουτυλο ελαστικό: BIIR)Ελαστικό στυρενίου-βουταδιενίου (συμπολυμερές του στυρενίου και βουταδιένιου, SBR) Ελαστικό νιτριλίου (συμπολυμερές του βουταδιενίου και ακρυλονιτριλίου, NBR), που λέγεται επίσης ελαστικά Buna N Υδρογονωμένα ελαστικά νιτριλίου (HNBR) Therban και Zetpol(Ακόρεστα ελαστικά μπορούν επίσης να σκληρυνθούν με βουλκανισμό χωρίς θείο αν είναι επιθυμητό). Τα κορεσμένα ελαστικά που δεν μπορούν να σκληρυνθούν με βουλκανισμό με θείο: EPM (ελαστικό αιθενίου-προπενίου, ένα συμπολυμερές του αιθενίου, προπενίου) και ελαστικού EPDM (ελαστικό αιθενίου-προπενίου διενίου, ενός τριπολυμερούς από αιθένιο, προπένιο και ένωσης διενίου) Ελαστικό επιχλωρυδρίνης (ECO) Πολυακριλικό ελαστικό (ACM, ABR) Ελαστικό σιλικόνης (SI, Q, VMQ) Ελαστικό φθοροσιλικόνης (FVMQ) φθοροελαστομερή (FKM, και FEPM) Viton, Tecnoflon, Fluorel, Aflas και Dai-El Υπερφθοροελαστομερή (FFKM) Tecnoflon PFR, Kalrez, Chemraz, Perlast Ομάδες αμιδίου πολυαιθέρα (PEBA) Σουλφονιωμένο πολυαιθένιο (CSM), (Hypalon) Αιθένιο-αιθανικό βινύλιο (EVA)Διάφοροι άλλοι τύποι ελαστομερών: Θερμοπλαστικά ελαστομερή (TPE) Οι πρωτεΐνες ρεζιλίνη and ελαστίνη Ελαστικό πολυσουλφιδίου Ελαστοολεφίνη, ελαστική ίνα που χρησιμοποιείται στην παραγωγή υφασμάτων Common Properties of Rubber Elastomers