主な違い – 弾性 vs 可塑性

弾性とは、物体や材料が引き伸ばされたり圧縮されたりした後に、元の形状に戻る能力のことです。

したがって、弾性は物理的な特性です。

高い弾性を示す材料は弾性材料と呼ばれる。

塑性もまた、物質の物理的性質のひとつです。

簡単に形づくることができる性質です。

塑性を示す材料は、プラスチックと呼ばれる。

弾性と塑性の主な違いは、弾性は物質が可逆的に変形するのに対し、塑性は物質が非可逆的に変形することである。

高分子化学では、エラストマーは弾性を示し、熱可塑性ポリマーや熱硬化性ポリマーは可塑性を示す。

また、金属も金属格子の大きさを変えたり、形を変えたりすることで、ある程度弾性を示す。

弾力性とは

弾性とは、物体や材料が引き伸ばしたり圧縮したりしても、元の形状に戻る能力：伸縮性のことです。

高い弾性を示す材料はエラストマーと呼ばれる。

例えば、エラストマーは、高い弾性を示す高分子材料です。

図1.エラスティック材料

材料の弾力性は、2つのパラメータで表される。

弾性率

弾性率は、物質や物体に加わる力と、その結果生じる変形の比です。

弾性率が低い（変形しにくい）材料は、弾性率が高い。

弾性率の低い材料は、弾性率が低い。

弾性限界

弾性限界とは、固体がサイズや形状を永久に変化させることなく伸縮できる最大の範囲です。

弾性限界に達すると、材料はもはや伸びることはない。

その代わり、永久に別の形状に変形する。

エラストマー

エラストマーはゴムのような材料で、通常、非晶質ポリマー（規則正しい構造がない）です。

エラストマーの弾性特性は、ポリマー鎖間のVan Der Waal力が十分に弱いか、または構造が十分に不規則であることに起因している。

ポリマー鎖間の力が弱ければ、ポリマーに柔軟性を与える。

同様に、ポリマーが不規則な構造を持っていれば、ポリマーに柔軟性を持たせることができる。

しかし、ポリマーが柔軟であるためには、ある程度の架橋が必要である。

エラストマーで最も一般的な例は、ゴムです。

天然ゴムは、主にポリイソプレンポリマーで構成されている。

したがって、この化合物がゴムの弾力性の理由です。

天然ゴムは、ゴムの木のラテックスから得られる。

しかし、ゴムを合成して、合成ゴムを得ることもできる。

金属

金属にもある程度の弾性があります。

金属が弾性を持つのは、力を受けて金属格子の結晶セルが小さくなったり、形が変わったりするためです。

可塑性とは

可塑性とは、簡単に形を変えたり、型にはめることができる性質のことです。

つまり、弾力性の反対です。

可塑性を示す材料はプラスチックです。

プラスチック材料の変形は不可逆的です。

そのため、プラスチック材料は変形すると、元の状態に戻らずに変形したままとなる。

プラスチックは伸びないし、脆い。

弾性限界を超えた応力に対して、材料は塑性変形を示す。

弾性限界に達すると、材料は不可逆的に変形し、初期状態には戻らなくなる。

これが塑性変形です。

壊れる前に一定の塑性変形を示す材料を延性材料と呼ぶ。

例：銅の金属。

しかし、壊れる前に変形を示さない材料は脆い材料と呼ばれる。

高分子科学では、熱硬化性プラスチックと熱可塑性プラスチックはプラスチック高分子化合物です。

熱可塑性ポリマーは、加熱して成型することでリサイクルが可能な化合物である。

熱可塑性ポリマーに十分な温度があれば、材料を溶かし、型に入れ、冷却して新しい成形品を得ることができる。

熱硬化性ポリマーは、熱可塑性ポリマーのように簡単にリサイクルすることができない材料です。

熱硬化性ポリマーは、熱可塑性ポリマーのように簡単にリサイクルすることができない材料で、加熱してもリサイクルや再成形、改質ができない。

弾性と可塑性の違い

定義

弾力性。

伸縮性とは、物や材料が伸びたり縮んだりした後に、元の形状に戻ろうとする能力のこと。

可塑性。

可塑性とは、簡単に形づくられたり、成形されたりする性質のことである。

変形

弾性体。

弾性体の変形は可逆的です。

可塑性。

塑性材料の変形は不可逆的です。

弾性特性

弾力性。

弾性を示す材料は弾性的な性質を持っています。

可塑性。

塑性を示す材料は、弾性的な性質を持たない。

ストレッチング

伸縮性。

伸縮性を示す材料は、伸ばしてもすぐにバラバラにならない。

可塑性。

可塑性を示す材料は、伸ばしたときにすぐにバラバラになる。

ストレス

弾力性。

可逆的に大きく変形できる材料は弾性を示す。

塑性。

比較的小さな応力で延性または脆性になる材料が塑性です。

結論

弾性と塑性は、物質の物理的性質です。

弾性は、加えた応力を解放すると元の状態に戻る性質です。

塑性は弾性の逆で、加えた応力を解放しても元の状態に戻れない性質です。

弾性と塑性の主な違いは、弾性は物質が可逆的に変形するのに対し、塑性は物質が不可逆的に変形することである。