ゴムの硬度と引張強度の関係について

ゴムについての質問です。

天然ゴムは加熱すると，固くなって切れやすくなりますよね。
そこで，次の疑問が生まれました。

①ゴムの硬度とゴムの引張強度は関係しているのか。

②また，関係しているのならば比例関係なのか。

③②に関連して，ゴムの硬度が大きくなればなるほど引張強度が小さくなることが証明できる
　のかどうか。

P.S.天然ゴムのみについてでいいです。
　　また，ヤング率，剪断弾性率，ポアソン比などの言葉はわかります。

No.1 ベストアンサー 回答者： むらさめ 回答日時： 2018/08/11 15:13

①ゴムの硬度とゴムの引張強度は関係しているのか。

②また，関係しているのならば比例関係なのか。
③②に関連して，ゴムの硬度が大きくなればなるほど引張強度が小さくなることが証明できる
　のかどうか。

ゴムの硬度(硬さ)はある程度の大きさを持つ試験片なら、ある方法を用いて測定が可能だと思います。
↓ではショア硬さで評価していますが、ショアは少し特殊な硬さの測定ですね。
http://www.toishi.info/sozai/rubbers/nr.html
http://cp.misumi.jp/tech/tech24.html
また”代表値”という注意書きがあり、これらの値を測定することが難しく、バラつきがあることを物語っています。

金属材料ならば、硬さと引っ張り強度の間に相関関係があることが解っており、教科書やハンドブックのなどにその換算値が載っています。
ゴムの場合を考えると、天然ゴムでも何か種類や条件を限定しないと、その相関は判らないです。
また、同じゴムでも、大きさが小さいもの、例えば輪ゴムのようなものはとても良く伸びますが、
同じゴムを数センチのブロックにしたものは伸びないです、材料内部でのゴム分子の移動が制限されるので、伸びと強度の相関が違ってきます
またゴムですので温度による強度特性の変化もありますし、表面状態でも変化してきます。

古い文献ですが、強度測定の評価のむつかしさがにじみ出ています。
https://www.jstage.jst.go.jp/article/gomu1944/30 …

モノが破壊する現象では荷重が加わる速度も関係して、同じ大きさ材質でも数値が変化してきます。
金属材料でも同じような事があり、大きさや温度、荷重速度に強度(広すぎる単語ですが…)が影響を受けることが解っており、私の学生時代に同級生が研究に没頭していました。
材料の大きさや荷重速度で強度の物性値が変化することは前から判っていたのですが、それを上手く評価できるようになってきたのは戦後からですね。
それらの比較･評価は、過去にどこかの大学や研究所が実験を行い、論文として既に発表されているはずですが、その文献調査をする気力は私にはないです。

この回答へのお礼

回答ありがとうございました。

すみませんですが，もう一つ回答をお願いします。

ある文献で，硬度と剪断弾性率にはある関係が成り立っているとありました。
そして，ヤング率と剪断弾性率には関係性がありますよね？

間違っているかもしれませんが，ということは，あと

「ヤング率と引張強度に関係性がある」ということがわかればいいですよね？

それについてどう思いますか？

お礼日時：2018/08/11 19:02