Часто возникает вопрос о том, какую роль в равновесной высо­коэластической деформации играют надмолекулярные структуры в виде физических узлов сетки. Для ответа на этот вопрос необхо­димо учесть, что в некристаллических полимерах (эластомерах) структурные микроблоки упорядоченной структуры имеют флуктуа - ционное происхождение и, следовательно, характеризуются опре­деленным конечным временем жизни. Так, для каучуков и резин время жизни надмолекулярных образований при 20° С характери­зуется врехменем 102—104 с (Я-процессы), а при повышенных температурах оно намного меньше. Молекулярная подвижность этих флуктуационных структур ответственна за медленный физи­ческий релаксационный процесс в эластомерах. Для того чтобы до­стичь равновесного состояния, практически надо наблюдать за
свойствами сшитого эластомера в течение времени, большего вре­мени жизни физических узлов сетки. В результате для свойств рав­новесного состояния можно применять модель хаотически пере­плетенных цепей без прямого учета надмолекулярных структур флуктуационной природы. В то же время для изучения равновес­ных состояний частично закристаллизованных эластомеров роль надмолекулярных структур существенна, так как в этом случае кристаллические упорядоченные микрообласти являются термоди­намически стабильными структурами.

Природа высокой эластичности объясняется гибкостью полимер­ных цепей, которая отчетливо проявляется при достаточно интен­сивном тепловом движении. Ничтожно малая упругая деформация полимера связана с изменением средних расстояний между атома­ми и деформацией валентных углов полимерной цепи, а высоко­эластическая— с ориентацией и перемещением звеньев гибких це- цей без изменения среднего расстояния между цепями.

Высокоэластическая деформация в наиболее чистом виде выра­жена у сеточных полимеров — сшитых эластомеров. Последние способны восстанавливать свою форму после разгрузки, как и уп­ругие твердые тела. Но по другим свойствам они близки к жидко­стям. В высокоэластическом состоянии полимеры подчиняются закону Паскаля. Жидкости и полимеры имеют аналогичную струк­туру в ближнем порядке. Поэтому их коэффициенты теплового расширения и сжимаемости близки и намного больше, чем у твер­дых тел. Температурные коэффициенты объемного расширения приблизительно равны: 3,6* 10—3 К-1 для газов, 6• 10-5 К-1 для ме­таллов, но для органических жидкостей и полимеров они близки к (3—6)*10-4 К-1; коэффициенты сжимаемости равны 10 (МПа)-1 для воздуха у поверхности земли, 10-5 для металлов, но для орга­нических жидкостей и полимеров они близки между собой и на два порядка отличаются от металлов (Ю-3 и 0,5* 10-3 (МПа)-1).

Физическая природа высокоэластической деформации отлична от природы деформации твердых тел, но сходна с молекулярно-ки­нетической (энтропийной) природой упругости газов. Например, равновесное напряжение в деформированной резине, как и давле­ние сжатого газа при заданном объеме, пропорционально абсолют­ной температуре. Такое сочетание в высокоэластических ма­териалах свойств трех агрегатных состояний является уни­кальным.

Каучуки и резины, некоторые каучукоподобные полимеры, а также набухшие жесткоцепные полимеры являются высокоэластп - ческими материалами в различных интервалах внутри области температур от —100 до +200° С. Высокоэластическое состояние широко применяется в технике, главным образом в виде различных высокоэластических материалов, резинотехнических изделий (уп­лотнителей, клапанов, амортизаторов и др.), автомобильных и авиационных шин и специальных деталей. Основные технические свойства высокоэластических материалов — низкие модули упруго­сти и хорошие амортизирующие способности. Требование стабиль­ности этих свойств заставляет использовать резины в тех темпера­турных областях и частотно-временных режимах, в которых дефор­мации относительно близки к равновесным.