主な違い - 弾性と可塑性
弾性とは、物体または素材が引き伸ばされたり圧縮されたりした後、通常の形状に戻る能力です。したがって、弾性は物理的特性です。弾性率の高い材料を弾性材料と呼びます。可塑性も物質の物理的性質です。それは、容易に成形または成形できるという性質です。可塑性を示す材料は、プラスチックとして知られています。弾性と可塑性の主な違いは、弾性は物質の可逆的変形を引き起こすのに対し、可塑性は物質の不可逆的変形を引き起こすことです。 ポリマー化学では、エラストマーは弾性を示し、熱可塑性樹脂と熱硬化性ポリマーは可塑性を示します。金属はまた、金属格子のサイズと形状を変更することで、ある程度の弾力性を示します。
対象となる主な分野
1.弾力性とは
– 定義、プロパティ、弾性材料
2.可塑性とは
– 定義、特性、プラスチック材料
3.弾性と可塑性の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:弾性、弾性限界、弾性係数、エラストマー、可塑性、プラスチック、ポリマー、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂
弾力性とは
弾性とは、物体または素材が引き伸ばされたり圧縮されたりした後、通常の形状に戻る能力です。つまり、伸縮性です。伸縮性の高い素材をエラスティックスと呼びます。例として、エラストマーは高度な弾性を示す高分子材料です。
図 1:弾性材料
素材の弾力性は、次の 2 つのパラメーターを使用して記述されます。
弾性係数
弾性率は、物質または物体に加えられる力と結果として生じる変形との比率です。弾性率の低い（変形しにくい）材料は、弾性率が高くなります。弾性率が低い材料は、弾性率が低くなります。
エラスティック リミット
伸縮限界とは、サイズや形状を永久に変更することなく、ソリッドを引き延ばすことができる最大の範囲です。弾性限界では、材料は伸びなくなります。代わりに、永久に別の形に変形します。
エラストマー
エラストマーはゴム状の材料で、通常はアモルファス ポリマーです (規則的な構造はありません)。エラストマーの弾性特性は、ポリマー鎖間の十分に弱いファン デル ワールス力または十分に不規則な構造によって生じます。ポリマー鎖間の力が弱い場合、ポリマーに柔軟性が与えられます。同様に、ポリマーが組織化されていない構造を有する場合、ポリマーはより柔軟になります。しかし、ポリマーが柔軟であるためには、ある程度の架橋が必要です.
エラストマーの最も一般的な例はゴムです。天然ゴムはポリイソプレンポリマーを主成分としています。したがって、この化合物がゴムの弾性の理由です。天然ゴムは、ゴムの木のラテックスから得られます。しかし、ゴムを合成して合成ゴムを得ることができます。
金属
金属もある程度の弾力性を示します。金属の弾性は、加えられた力の下での金属格子の結晶セルのサイズ変更と再形成によるものです。
可塑性とは
可塑性とは、容易に成形または成形できる性質です。これは、弾性の反対であることを意味します。可塑性を示す物質はプラスチックです。プラスチック材料の変形は元に戻せません。そのため、塑性材料を変形させると、元の状態に戻らず変形したままになります。プラスチックは伸びないし、もろい。
図 2:プラスチック素材
弾性限界を超える応力に対して、材料は塑性挙動を示します。弾性限界では、材料は不可逆的に変形し、元の状態に戻ることはできません。これが塑性挙動です。破壊する前に特定の塑性変形を示す材料は、延性材料として知られています。例：銅金属。しかし、壊れる前に変形を示さない材料は脆性として知られています。例:ガラス。
ポリマー科学では、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックはプラスチック ポリマー化合物です。熱可塑性ポリマーは、加熱と成形によってリサイクルできる化合物です。熱可塑性ポリマーに十分な温度が与えられれば、材料を溶かし、金型に入れ、冷却して新しい物品を得ることができます。熱硬化性ポリマーは、熱可塑性ポリマーとして容易にリサイクルできない材料です。これらの化合物は、加熱時にリサイクル、再成形、または再形成することはできません。
弾性と可塑性の違い
定義
弾力性: 弾性とは、物体または素材が引き伸ばされたり圧縮されたりした後、通常の形状に戻る能力です。
可塑性: 可塑性とは、容易に成形または成形できる性質です。
変形
弾力性: 弾性材料の変形は可逆的です。
可塑性: プラスチック材料の変形は元に戻せません。
弾性特性
弾力性: 伸縮性を示す素材には伸縮性があります。
可塑性: 可塑性を示す材料には弾性特性がありません。
ストレッチ
弾力性: 伸縮性を示す素材は、伸ばしてもすぐには壊れません。
可塑性: 可塑性を示す材料は、伸ばすとすぐにバラバラになります。
ストレス
弾力性: 高度に可逆的に変形できる素材は、弾力性を示します。
可塑性: 比較的小さな応力が加えられたときに延性または脆性のいずれかである材料は、可塑性を示します。
結論
弾性と可塑性は物質の物理的性質です。弾性とは、加えられた応力を解放した後、材料が通常の状態に戻る能力です。可塑性は、加えられた応力を解放した後、通常の状態に戻ることができない弾性の反対です。弾性と可塑性の主な違いは、弾性が物質の可逆的な変形を引き起こすのに対し、可塑性は物質の不可逆的な変形を引き起こすことです。
参照:
1.「12.4:弾性と可塑性」。
2. Physics LibreTexts、Libretexts、2017 年 10 月 27 日、こちらから入手可能。ヘルメンスタイン、アン・マリー。 「弾性の定義と例」
3. ThoughtCo、2017 年 8 月 10 日、こちらから入手可能。 「弾性 vs 可塑性」弾性 vs 可塑性 – エネルギー教育、こちらから入手可能。
画像提供:
1.「2229753」（パブリック ドメイン）、Pixabay経由
2. 「プラスチックアルファベット03」Martin Abegglen著–（CC BY-SA 2.0）Commons Wikimedia経由
