大多數(shù)密封空壓機配件中彈性體，T低于室溫很多。圖1-16示出了幾種規(guī)格的NBR和FPM彈性體的t值的范圍。轉(zhuǎn)變雖不劇烈，但或多或少地逐步發(fā)生在以彈性為最小的溫度為中心的一個溫度帶上。在該溫度帶上，彈性體性能更象皮革而不是橡膠。在該溫度下工作的橡膠密封不會以和材料遠(yuǎn)高于t時一樣的流體靜壓力方式傳遞流體壓力，從而導(dǎo)致泄漏。該泄漏在較高溫度下消失。 空壓機配件彈性體性能的物理基礎(chǔ)

　　橡膠的這些優(yōu)點和局限性反映其分子水平的物理結(jié)構(gòu)。這是折疊和扭結(jié)的聚合鏈的三維網(wǎng)絡(luò)，其間分散著交叉鏈和有限數(shù)量的自由空間。在熱能激勵下，鏈段能夠圍繞一些鍵并以隨機方式旋轉(zhuǎn)。當(dāng)橡膠伸展時，這些鏈逐步地被拉直，引起橡膠的超常延展性。同時，由于旋轉(zhuǎn)的鏈段的橫向熱運動，存在抗拉直的能力。這種熱運動易于將橡膠的兩頭拉在一起。這一抗拉伸的能力決定彈性模量，結(jié)果是彈性模量隨熱能，即溫度的增加而增大。楊氏模量隨溫度增加的值被人們認(rèn)同為焦耳一高夫效應(yīng)。彈性體的應(yīng)變能∥可從統(tǒng)計熱力學(xué)簡單式導(dǎo)出：

　　w =0.5NkT（^i+^；+^；一3） （1一1）式中，A一等為三個方向上的伸展比（應(yīng)變長度／未應(yīng)變長度）；kT為單位熱能（k為渡耳茲曼常數(shù)）；Ⅳ為單位體積的振動鏈段數(shù)（N/2為交叉鏈密度）；r為絕對溫度。量0.5 Nkr等于材料的剪切模量，楊氏模量E=2(1+p)G。

　　橡膠的彈性模量與大多數(shù)工程材料的彈性模量很不相同。因此，抵抗伸展的彈性阻力直接起因于克服分子間的吸引力所做的功，因此隨溫度的升高而減小。

　　阿特拉斯空壓機配件橡膠中，鏈的熱運動僅在有自由空間時才可能：這是上面提到的自由體積。但是，自由體積的存在也提供流體分子因橡膠吸人流體而向橡膠內(nèi)部擴散的機會，從而引起膨脹：彈性體與某一特定流體接觸時膨脹的趨勢通過能量進(jìn)行支配。內(nèi)聚能密度(CED)是完全分離一種材料（彈性體或液體等）的組成分子所需的能量。如果彈性體和液體內(nèi)聚能密度值很類似，那么，就會發(fā)生膨脹。實際中，所用的量道常是／CED，“溶解度”參數(shù)占。各種液體或彈性體的6值可在參考文獻(xiàn)中找到。不幸的是，烴類和彈性體在相同范圍內(nèi)傾向于具有7 -t0（cal/em3）o's的溶解度參數(shù)，結(jié)果具有高的膨脹風(fēng)險：水的值大約為23，極性化合物女口甲醇的值界于該值和烴類之間；因此這些介質(zhì)引起膨脹的可能性極小。對于液體的可混合組合，8與成分的濃度成比例。　　彈性體復(fù)合材料中的自由體積在空間和時間上不是靜止的；它的快速振動的鏈填滿一處自由體積并在別處開辟體積時被動態(tài)保持著。如果溫度依次降低，該動態(tài)過程首先放慢，然后停止，材料變得很堅硬。這解釋了玻璃態(tài)轉(zhuǎn)變溫度的存在。高于t時，橡膠性能像液體，低于j時，其性能像過冷液體，即玻璃。在該玻璃態(tài)，鏈被鏈間的范德瓦爾鍵剛性鎖定，但這些鏈相對較弱，因此玻璃態(tài)和橡膠態(tài)之間的轉(zhuǎn)變是可逆的。聚合體鏈的化學(xué)結(jié)構(gòu)影響t，例如，更松散的單體要求有較大的自由體積，而這不常發(fā)生，從而提高了t。增塑劑傾向于增加自由體積，從而降低T。。填充物往往具有相對小的影響。

　　對空壓機配件橡膠的一些重要物理性能的起因的這一簡單解釋，由于實際工程復(fù)合材料的不同組成、制造工藝和化學(xué)特性等而變得更加復(fù)雜。對于密封中所用的熱塑性材料，情況類似，只是因缺乏強的共價交叉鏈而改變了其行為。因此，當(dāng)處于穩(wěn)態(tài)載荷時，塑性材料往往會蠕變，除非在聚胺酯這類材料中存在防止這一蠕變并具有類似橡膠性質(zhì)的合適的弱的范德瓦爾鍵。

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作者:德耐爾@德耐爾空壓機  空壓機修訂日期：2012-05-17
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