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码头船用橡胶护舷高弹性的物理原因
- 2020-03-26-


1.橡胶护舷高弹性的理论基础

橡胶护舷具有较高的弹性,可以吸收靠泊在码头的船舶的冲击力。原因是熵弹性的本质是橡胶本身的基本特征。橡胶的高弹性主要是由于链状聚合物的构象熵的贡献,熵越大,它越稳定。普通材料(如钢板)的一般弹性主要是由于原子之间势能的贡献,而能量越低,它越稳定。当然,橡胶的内能也有助于高弹性,但是其比例小于20%,这主要不会由于熵的作用而改变其高弹性。其次,橡胶护舷合理结构的能量吸收特性也发挥了30%的作用。

2.橡胶护舷大变形的物理原因

橡胶护舷的橡胶材料变形的可逆性非常大。拉伸十次后,一条好的橡胶条可以恢复到其原始状态,而金属材料的变形通常不超过百分之几。这是因为聚合物的主链允许内部旋转,这使得聚合物链呈现自发的卷曲状态。例如,完全拉伸的链在外力作用下的尺寸变化非常大,这是橡胶大变形的根源。橡胶护舷在使用时会被压缩(变形)以吸收能量,并且具有很高的结构弹性模量。橡胶护舷除了具有熵弹性和内能外,还可以很大程度地确保船舶和码头的安全。

3.橡胶护舷的“热收缩和冷膨胀”特性

与人们对普通固体的“热膨胀和冷收缩”的期望相反,处于变形状态的橡胶在加热后会收缩。