Химическая структура полимеров и температура стеклования

Химическая структура полимеров и температура стеклования [c.24]

Обычно динамические механические испытания дают больше информации о материале, чем другие методы механических измерений, хотя теоретически все механические методы могут давать одинаковую информацию. В результате динамических испытаний в широком температурном и частотном диапазонах определяют показатели, особенно чувствительные к химической и физической структуре полимеров. Эти испытания часто являются очень эффективными при изучении температуры стеклования и дополнительных температурных переходов в аморфных полимерах, а также морфологии кристаллических полимеров. [c.19]

Тр — показатель теплостойкости (температура, при которой сдвиговой модуль равен 310 МПа), 6 Тс —.температура стеклования, 1 Тсо — температура стеклования линейного полимера той же химической структуры, что и сетчатый, 1 Тсд — температура стеклования полимера А, 1 Т — вторичная температура стеклования, 4 [c.302]

Сопоставление механических спектров полиэтилена низкой и высокой плотности (рис. 1.5, б) характеризует влияние степени кристалличности на температуру релаксационных переходов и изменение свойств в них при одинаковой химической структуре полимеров. Тезшература стеклования аморфной фазы ниже в полиэтилене с высокой степенью кристалличности, поскольку с увеличением объема кристаллической фазы затрудняется упаковка макромолекул в аморфных областях [30—32]. Переходы, наблюдаемые в интервале между Тс и Гпл в высококристаллических полимерах (рис. 1.5, б—г), связывают обычно с релаксационными явлениями в кристаллической фазе [30-34, 43]. [c.22]

Теплостойкость в основном зависит от химического состава материала, нона нее оказывает также влияние и структура материала. Следовательно, температура плавления или рагмягчения увеличивается вместе с возрастанием степени полимеризации, причем так же, как и механические свойства, с определенного момента она возрастает все медленнее (фиг. II. 19). С увеличением температуры плавления, при определенной степени полимеризации можно заметить разделение процесса на два этапа. Во время нагревания полимеров с высокой степенью полимеризации хрупкий материал сначала становится эластичным, каучукоподобным и только при дальнейшем нагревании, часто при значительно более высокой температуре, он начинает плавиться. Температура, при которой наблюдается первое явление, носит название температуры стеклования (размягчения или фазового перехода второго рода) — вторая температура — температура текучести — Гу, [c.31]

Приведенные положения о строении полимеров показывают, что в их структуре по сравнению со структурой низкомолекулярных веществ имеются существенные отличия. Несмотря на это в ряде работ [Л. 26—30] теплопроводность полимеров. по аналогии с низкомолекулярными веществами представляется как суммарный результат колебательных движений макромолекул (считается, что перемещение энергии колебаний в направлении, обратном вектору температурного градиента, протекает в основном вдоль главных валентных связей цепных молекул). Согласно этой модели связи ежду атомами и молекулами принимаются за систему элементарных тепловых сопротивлений (Л. 31—34], причем первичные химические связи имеют примерно в десять раз меньшее сопротивление, чем, скажем, ван-дер-ваальсовы связи. Теплоперенос от одного структурного элемента к другому в этом случае осуществляется путем медленного трансляционного, вращательного или колебательного движения некоторой гипотетической единицы полимерной цепи, ответственной за теплофизику полимера. Температурная зависимость теплопроводности полимеров в известной мере подтверждает эти положения. Так, например, с возрастанием температуры увеличиваются тепловые флуктуации макромолекул, и обусловленное этим снижение теплового сопротивления связей ведет к повышению теплопроводности пол1имера. Повышение теплопроводности прекращается по достижении температуры стеклования полимера. 6 области выше температуры стеклования, когда полимер переходит в высокоэластичное состояние, наблюдается. увеличение свободного объема в полимерной матрице, что приводит к повышению термического сопротивления и соответственно к понижению теплопроводности полимера. [c.32]

В настоящее время установлено, что теплопроводность полимеров в общем меньше теплопроводности низкомолекулярных твердых тел. Абсолютная величина теплофизических характеристик у аморфных полимеров всегда ниже, чем у кристаллических. Природу этого явления объясняют [Л. 26] тем, что у кристаллических полимеров, как структур с дальним порядком, механизм передачи колебаний более упорядочен и интенсивен по сравнению с неупорядоченной системой связи макромолекул аморфных полимеров. В то же время в области низких температур порядка 10— 100 К теплоемкость аморфных и кристаллических полимеров с одной и той же химической природой практически одинакова [Л. 41]. Такой температурный характер теплоемкости объясняется тем, что в указанной области температур колебательные движения цепей имеют одинаковую амплитуду в кристаллическом и аморфном состоянии. Инертность воздействия неупорядоченности структуры на процесс теплопереноса в области низких температур характерна и для низкомолекулярных соединений [Л. 35]. При повышении температуры возникают ангармоничные колебания значительной амплитуды с участием самых крупных структурных образований, которые имеют различную природу для аморфных и кристаллических полимеров. Температурная зависимость теплофизических характеристик аморфных полимеров в большинстве случаев носит немонотонный характер с экстремальной точкой в области температуры стеклования 1[Л. 44]. [c.33]

Сварку в расплаве разнородных полимеров можно выполнить без особых затруднений лишь по отношению немногих пар [63, 64], в частности, методами, обеспечивающими достижение механического смешения вязкой массы полимеров в зоне контакта и быстрое охлаждение ниже температуры стеклования, препятствующее разделению смеси, то есть создающее условия для кинетической совместимости. Например, ультразвуком сваривают ПС с сополимерами стирола, ПВХ с ПБТ и ПММА, ПА 6 с ПА 66, ПС с ПФО, ПК с ПФО и полисульфопом [64-66]. Многие из этих пар могут быть сварены трением [63, 67]. При этом, по мнению авторов работы [68], свариваемость ультразвуком или трением объясняется наличием сильного течения расплава при осуществлении этих двух видов сварки. Нагретым инструментом сваривают встык трубы из ПП с фиттингами из сополимера пропилена с этиленом [69]. И при этом виде сварки механическое перемешивание макрообъемов в зоне стыка рассматривается как фактор, способствующий образованию соединения разнородных ПМ [70]. Однако, несмотря на эти известные факты, соединение сваркой деталей из разнородных ПМ, а также деталей из свежего термопласта с деталями из того же термопласта, подвергнутого многократной переработке, остается важной проблемой в области сборки изделий из ПМ. Даже термопласты с одинаковой химической структурой, но различающиеся реологическими свойствами, требуют применения специальных технологических приемов, чтобы обеспечить получение качественного соединения. [c.341]

Перейдем теперь к принципам компьютерной реализации метода атомных инкрементов. Предварительно заметим, что практическая знa п мo ть этого метода для решения задачи поиска структур повторяющегося звена, обеспечивающих необходимые физико-химические свойства полимера, вполне очевидна. Например, в рамках метода инкрементов можно рассчитать значения характерных температур полимеров (стеклования, деструкции и плавления) и найти структуры, удовлетворяющие требованиям по всему комплексу свойств, перечисленных ранее. Найденные структу ры могут служить основой для использования программ компьютерного планирования органического синтеза (КПОС). Реализация вычислительной схемы метода инкрементов на ЭВМ позволяет резко сократить временные затраты на выполнение такой задачи поиска. [c.419]

Рассмотрим более детально влияние химического строения упомянутых природных полимеров на их температуру стеклования. Температура стеклования рассчитывается по уравнению (84). При расчете температуры стеклования по это 1у уравнению необходимо учитывать все тонкие особенности структуры полимерного звена. Если водородные связи образуются между цепями полимера (в результате чего происходит формирование физической сетки за счет межмоленулярных связей), то в уравнение (84) необходимо вводить параметр = -14010 А К". Если же ОН-группы в повторяющемся звене расположены таким образом, что водородные связи образуются между ни ш в пределах одного и того же звена, то сетка физических межмолекуляр-ных связей между цепями не образуется (см рис.П-3-1,б) и для этих групп в уравнение (84) следует вводить не константы Ь , а константы которые вводятся для каждого ответвления от главной цепи полимера. [c.426]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...