为什么橡胶不可压缩?

我认为Zhigang, Grant和Ajit对你其他帖子的回答是最容易理解的。然而，有几个问题需要一些思考来解决。例如，如果我们考虑一个立方RVE，边缘是聚合物链，节点是交联/硬段，我们应该很容易通过施加静水张力/压缩来改变体积。我们在单轴或双轴试验中没有看到体积变化，因为这两种试验都涉及比体积畸变更多的剪切畸变(以及大量的松弛)。

大多数基于聚合物链物理的弹性体弹性模型都是从不可压缩假设开始的。我列出的第二篇论文不值得一读。

对于水凝胶，如果加载速度足够慢，你可能会得到类似水的行为，即使在大的应变(我不是很熟悉水凝胶)。对于一些弹性体(例如estane+增塑剂)，这不是真的，我已经看到了松弛时间相当大的地方，在大应变下可以观察到显着的体积变化。

——Biswajit

对这个讨论感兴趣的人也应该看看同样话题的另一个帖子，也是由Muthu Kumar发起的。

近年来，我们对水凝胶进行了广泛的理论和实验研究。我们主要研究的是一种特殊类型的水凝胶:一种被水膨胀的聚合物网络。本文中的图1将使讨论更容易。

• 洪伟，赵宣和，周金雄，索志刚，聚合物凝胶中耦合扩散和大变形的理论。固体力学与物理学报，36(6)，1779-1793(2008)。

聚合物链通过共价键交联，而水分子和聚合物通过弱键相互作用。因此，水凝胶具有固体和液体的属性。聚合物网络提供弹性，弱键允许水分子迁移。

如图1所示，水凝胶既可以改变形状，也可以改变体积。为了使聚合物链变形，凝胶中的水分子必须改变邻居，这是一个热激活的过程，与液体中的过程相同。图1给出了两种变形模式。第一种模式源于分子的局部重排，允许凝胶改变形状但不改变体积。这种变形模式发生在一个与样品大小无关的时间尺度上。局部重排类似于干弹性体大变形时聚合物链的重排，这一过程会产生粘弹性。第二种模式源于水分子的远距离迁移，允许凝胶改变形状和体积。这种变形模式发生在一个时间尺度上，当样品很大时，这个时间尺度就会变长。

在下面的文章中，我们给出了凝胶中的泊松比的解释，当凝胶被长时间压缩时，水分子有足够的时间迁移出来。

• 尹金焕，蔡胜强，索志刚，海沃德。薄水凝胶层的孔弹性膨胀动力学:理论与实验的比较。软物质学报(自然科学版)，2004,12(2010)。

见图2的讨论。

您可能也希望看看下面的论文，其中水凝胶是用压痕和单轴压缩测试的。

• 蔡胜强，胡玉航，赵宣和，索志刚。一种共价交联海藻酸盐水凝胶在压缩条件下的孔隙弹性。应用物理学报，38(6):557 - 557(2010)。