Elastomere
Elastomere sind formfeste, aber elastisch verformbare Kunststoffe. In der Regel handelt es sich bei Elastomeren um Polymere oder Polyaddukte wie Polyurethan. Alle Arten von Gummi außer Hartgummi sind Elastomere.daniel
Die Makromoleküle von Elastomeren sind nur an einigen Stellen miteinander verbunden und bilden ein weitmaschiges räumliches Netz. Dadurch weisen sie eine hohe Dehnbarkeit und Elastizität auf, das besondere Merkmal der Elastomere. Die Kunststoffe können sich bei Zug- und Druckbelastung verformen, finden aber danach wieder in ihre ursprüngliche, unverformte Gestalt zurück.
Normalerweise sind sie nicht schmelzbar, manche Elastomere sind in bestimmten Temperaturbereichen aber thermoplastisch, wie etwa der Ersatz für Naturkorken in den Weinflaschen.
Das besondere an Elastomeren ist, dass ihre Elastizität (anders als Metallfedern) nicht auf Anziehungskräften zwischen sich ändernden Atomabständen beruht, sondern ein statisch-dynamisches Gleichgewicht zwischen Ordnung und Entropie darstellt. Das Elastomer speichert daher keinerlei Spannenergie in sich selbst, sondern strahlt die beim Dehnen (und anderen Verformungen) zugeführte Energie als Wärme hinaus und erhöht stattdessen seine innere Ordnung. Wie ein Muskel benötigt es deshalb für erneutes Zusammenzuziehen der Zufuhr von Energie, welche das Elastomer durch Brownsche_Molekularbewegung der Umgebungswärme entnimmt.
Bei großer Kälte verlieren Elastomere ihre Kraft und können glashart gefrieren. Ein maßvolles Erhöhen der Temperatur erhöht stark die Spannkraft des Elastomers, da es ihm Energie zuführt, wodurch es Arbeit verrichten kann. (Zu hohe Temperatur bewirkt jedoch Zersetzung.) Die Auslenkung ist dabei deutlich stärker als etwa die Wärmeausdehnung von Festkörpern und ähnelt eher dem mechanischen Verhalten von Gasen in einem Zylinder mit beweglichem Kolben. Man kann aus einem flexiblen Rad mit Speichen aus Gummibändern sogar eine simple Wärmekraftmaschine bauen; wird das Rad einseitig erwärmt, so verformt sich dessen Felge einseitig durch Kontraktion des Elastomers, wodurch sich das Rad durch Schwerpunktverlagerung in Rotation versetzt, da sich auf der kühleren Seite die Bänder wieder entspannen.