为什么橡胶不可压缩?

我认为zhiigang, Grant和Ajit对你另一篇文章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体RVE，其边缘有聚合物链，节点上有交联/硬段，我们应该能够通过施加静水张力/压缩来轻松改变体积。在单轴或双轴试验中，我们没有看到体积变化，因为这两种试验涉及更多的剪切变形而不是体积变形(以及很多松弛)。

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性假设开始的。我列出的第二篇论文没有，但值得一读。

对于水凝胶，如果加载速度足够慢，即使在很大的应变下，你也可能会得到类似水的行为(我对水凝胶不是很熟悉)。但对于某些弹性体(例如，乙烷+增塑剂)来说，情况并非如此。我研究过的弹性体弛豫时间相当大，在大应变下可以观察到显著的体积变化。

——Biswajit

对这个讨论感兴趣的人也应该看看另一个相同主题的帖子，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将使讨论更加简单。

• 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理论．固体力学和物理杂志56,1779-1793(2008)。

聚合物链与共价键交联，而水分子和聚合物与弱键相互作用。因此，水凝胶同时具有固体和液体的属性。聚合物网络提供了弹性，而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，这一过程是热激活的，与液体中的过程相同。图1描绘了两种变形模式。第一种模式来自分子的局部重排，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时间尺度上，与样品的大小无关。局部重排与干弹性体大变形过程中聚合物链的重排是一样的，这一过程会产生粘弹性。第二种模式是水分子的远距离迁移，使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，当样本大时，时间尺度就会变长。

在接下来的文章中，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去。

• 尹振焕，蔡胜强，索志刚，Ryan C. Hayward。薄水凝胶层的孔隙弹性溶胀动力学:理论与实验比较。软物质6,6004-6012(2010)。

参见图2的讨论。

您可能也希望看看下面的论文，其中一个hydrogle是用压痕和单轴压缩测试的。

• 蔡胜强，胡雨航，赵宣和，索志刚。共价交联海藻酸盐水凝胶在压缩下的孔隙弹性。应用物理学报(自然科学版)