Эластичность – это способность материала или изделия испытывать упругие деформации без разрушения с возвратом в исходную форму.
Физические причины эластичности зависят от строения материала. Так, в каучуках и полимерах эластичность вызвана растяжением полимерных цепей при приложении силы. В то же время при подобных обстоятельствах в металлах атомная решетка меняет свою форму и размеры, но возвращается в первоначальное состояние на более низком энергетическом уровне, вызывающем деформацию. Эластичность в этом случае отсутствует.
Об эластичности
Материал считается эластичным, если он способен деформироваться под воздействием нагрузки и возвращаться в свое первоначальное состояние при ее снятии. Эластичные материалы подразделяются на два основных вида – натуральные и синтетические.
Натуральные эластичные материалы получают из растений или животных. К ним относятся натуральный каучук, эластичные хлопковые смеси (сырье для получения «дышащих» тканей).
Синтетические эластичные материалы разработаны в лабораторных условиях – лайкра (волокно на основе полиуретана), эластомеры (применяются в медицинских устройствах).
Свойства эластичных материалов
Эластичность материалов достигается за счет применения пластификаторов, которые благоприятно воздействуют на основу материала, существенно изменяя ее характеристики. Эластичные материалы обладают рядом свойств, присущих только им:
- Гибкость (сила упругости позволяет этим материалам растяжку без разрушения, т. е. устойчивость к деформации);
- Прочность (эластичные ткани устойчивы к износу и разрывам);
- Легкость (большинство эластичных материалов легкие и портативные);
- Высокая степень восстановления (после растяжения эластичные материалы возвращаются к своей первоначальной форме и размерам).
Инновации в сфере эластичных материалов выводят их на новый уровень, что заметно в изделиях из резины и др. полимерах.
Колесо с эластичной резиной
Отсюда можно сделать вывод о применении этих материалов. Они с успехом применяются в изготовлении:
- Одежды (спортивной, корректирующего белья и др.);
- В медицине (компрессионное белье, бандажи);
- В спортивном оборудовании (батуты, эспандеры);
- В строительстве (пенопласт, пенополистирол);
- В текстильных изделиях домашнего обихода (ткань «стрейч»).
Несмотря на множество положительных характеристик и обширный спектр применения, эластичные материалы подвержены ряду проблем. Главными из них являются усталость материала, воздействие на окружающую среду и сравнительно высокие затраты при их производстве. Специалисты ищут пути решения этих проблем и успешно проводят их в жизнь.
Эластичность полиуретана
В качестве примера рассмотрим эластичность разновидности современного полимерного материала полиуретана - пенополиуретана.
Полиуретан характеризуется такими качествами, как высокой износоустойчивостью, возможностью использования при высоких нагрузках в большом диапазоне температур, способностью нахождения в различных состояниях (твердом, эластичном, с пористой структурой). Пенополиуретан имеет несколько иные характеристики. Во-первых, он отличается мягкостью, т. е. легко деформируется при нажатии и быстро восстанавливается после прекращения действия нагрузки. Именно это свойство обеспечивает его эластичность.
В повседневной жизни с поролоном знаком каждый человек, поскольку он применяется в качестве наполнителя при производстве мягкой мебели.
Мягкая мебель
Спортивные товары (страховочные маты, ямы) так же невозможно представить без поролоновых наполнителей. Знакомы с поролоном автомобилисты – сиденья автомобилей изготовляются с поролоновым наполнителем. Многие мягкие игрушки так же изготовлены из поролона.
Такой широкий спектр применения материала обеспечили его эластичность и др. качества (способность легко приклеиваться к любым поверхностям, неподверженность коррозии и т. д.).
Качество эластичных материалов
В процессе производства эластичные материалы подвергаются множеству проверок их качества. Для этого разработаны и применяются соответствующие руководящие документы:
- ГОСТ 27896-88 «Резины, полимерные эластичные материалы, прорезиненные ткани и ткани с полимерным эластичным покрытием»;
- ГОСТ 15960-96 «Материалы асбестовые фрикционные эластичные и изделия из них. Технические условия»;
- ГОСТ Р ИСО 2439-93 «Материалы полимерные ячеистые эластичные. Определение твердости при вдавливании»;
- ГОСТ 29089-91 «Материалы полимерные ячеистые эластичные. Определение остаточной деформации сжатия».
Помимо перечисленных стандартов имеются ряд дополнительных.
