Теплопроводность и температуропроводность полимеров

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ и ТЕМПЕРАТУРОПРОВОДНОСТЬ ПОЛИМЕРОВ [c.254]

Теория процесса теплопередачи через плоскую пластину разработана достаточно полно. Количество тепла, которое поглотит пластмассовая пластина, зависит от 1) коэффициента температуропроводности полимера, 2) времени соприкосновения или, иначе говоря, времени пребывания материала в цилиндре, 3) толщины пластины, 4) перепада температур между температурой поверхности нагревательного цилиндра и температурой слоя пластмассы. Величина коэффициента температуропроводности зависит от трех теплофизических характеристик полимера— теплопроводности К, удельной теплоемкости с и плотности р [c.365]

Теплофизические свойства полимеров (коэффициенты термического расширения, теплопроводности, температуропроводности, удельная теплоемкость), а также влагопоглощение главным образом зависят от химического строения, определяюш,его полярность, гибкость макромолекулярных цепей, свободный объем, способность к образованию различных надмолекулярных структур, т. е. от фундаментальных свойств полимеров. Такие параметры процессов переработки, ка,к давление и температура, также влияют на теплофизические свойства материалов, но [c.200]

В современной промышленности получили распространение полимерные покрытия из фторопласта ЗМ, полиэтилена, полипропилена, наносимые методом горячего напыления. Процесс образования пленки полимерного материала на горячей поверхности. металлического изделия во многом определяется теплофизическими свойства.ми порошкообразных полимерных материалов. В литературе отсутствуют данные по теплофизическим свойствам засыпок фторопласта ЗМ, полиэтилена НД, полипропилена. Для определения температуропроводности и теплопроводности засыпок порошкообразных полимеров был использован зондовый метод с цилиндрическим зондом постоянной мощности [5]. Были выбраны зондовые методы, так как эти методы относительно просты и с достаточной точностью (7%) позволяют из одного эксперимента определять как теплопроводность, так и температуропроводность засыпок. Кроме того, при проведении эксперимента цилиндрический зонд мало нарушает первоначальную структуру исследуемой системы. [c.69]

Для определения коэффициентов тепло- и температуропроводности полимеров обычно применяются калориметрические методы. Выбор оптимального интервала рабочих температур позволяет исследовать полимеры как в твердом, так и в жидком (расплавленном) состояниях. Соответствующий интервал температур при определении коэффициентов теплопроводности составляет 293—500 К- [c.255]

Особенности структуры полимеров определяют наличие у них весьма специфических теплофизических свойств и прежде всего очень большие тепловые усадки и тепловое расширение, а также теплоемкость. В то же время в отсутствие наполнителей теплопроводность и температуропроводность полимеров п. , еют очень, низкие значения. [c.278]

Изменятся ли теплопроводность и температуропроводность полимера п 1 наполнении его 50% (масс.) технического углерода [c.393]

Для характеристики теплостойкости органических стекол определяют температуру размягчения, термомеханические свойства, позволяющие установить температурные области различных состояний полимера, теплостойкость, стойкость к тепловому старению, а также теплопроводность, температуропроводность, теплоемкость и термические коэффициенты линейного расширения. [c.218]

К другой группе приборов для определения тепло- и температуропроводности полимеров в условиях нестационарного режима относятся приборы, в которых используются закономерности регулярных тепловых режимов, разработанные Кондратьевым В этих приборах для определения тепло- и температуропроводности нагревают или охлаждают образец произвольной формы и размеров в среде с постоянной температурой. Начиная с определенного момента, нагревание или охлаждение системы становится упорядоченным. На этой стадии теплообмена распределение температур в образце сохраняется неизменным и зависит лишь от формы, размеров, теплофизических характеристик и условий теплообмена образца со средой. Приборы, предназначенные для исследования теплопроводности полимеров по методу регулярного режима, описаны в работах а для исследования температуропроводности — в работах 1 . [c.191]

Для кристаллических полимеров характерна более сложная зависимость коэффициентов тепло- и температуропроводности от температуры. Сначала с повышением температуры эти показатели немного уменьшаются, затем при температуре плавления кристаллических структур резко возрастаю г и продолжают расти в расплаве, однако в несколько меньшей степени. В целом теплопроводность кристаллических полимеров выше, чем аморфных. Также наблюдается корреляция между теплопроводностью и плотностью полимеров, имеющих одинаковое фазовое состояние с повышением плотности теплопроводность возрастает. [c.17]

Понятие тепловые свойства полимера включает в себя удельную теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность, степень кристалличности при нормальной температуре, температуру перехода и объемный коэффициент термического расширения. Вязкотекучие свойства полимера зависят от того, является ли его расплав ньютоновской жидкостью или нет, кроме того, они определяются средней величиной вязкости, которая в свою очередь зависит от структуры полимера. [c.345]

Вопрос О характере температурной зависимости теплопроводности расплавов в области более высоких температур в настоящее время продолжает оставаться дискуссионным. С одной стороны, постоянство температурных коэффициентов теплоемкости и удельного объема расплавов полимеров в широком интервале температур свидетельствует о возможности понижения теплопроводности с температурой за счет температуропроводности а как результат уменьшения размеров упорядоченных областей в расплаве, определяющих длину свободного пробега фононов [143, 148]. С дру- [c.133]

К основным ТФХ полимеров относятся коэффициенты теплопроводности, температуропроводности и удельная теплоемкость. Соотношение ме-жду ними следующее а аср, где X — коэффициент теплопроводности, Вт/(м-К) а — коэффициент температуропроводности, м /с с — удельная теплоемкость, Дж/(кг-К). (Эти величины характеризуют теплопроводящие свойства материала, быстроту выравнивания температуры нагретого тела и степень аккумулирования теплоты, соответственно) р — плотность, кг/м . [c.201]

С учетом этого для исследования структурообразования в олигомерах и пленках на их основе был применен [48] метод изучения температурной зависимости теплофизических параметров (коэффициентов теплопроводности, температуропроводности и теплоемкости) в широком интервале температур. Применение этого метода основано на том, что теплофизические свойства полимерных покрытий, как и физико-механические, определяются характером структурных превращений и зависят от степени незавершенности релаксационных процессов. В соответствии с этим можно было ожидать, что с изменением характера структурообразования в олигомерах и пространственно-сшитых полимерах на кривых температурной зависимости будут наблюдаться экстремальные значения теплофизических параметров при продолжительности действия теплового импульса, соизмеримой или. меньшей периода структурной релаксации. Объектами исследования являлись ненасыщенные олигоэфиры различного строения. [c.22]

Установки для определения температуропроводности полимеров, работа которых основана на методе регулярного режима первого рода, описаны в работах [127, 128, 139, 140]. Для нахождения коэффициента теплопроводности по методу регулярного режима необходимо провести дополнительные измерения коэффициента теплоотдачи. Точность определения коэффициента теплопроводности составляет 4—8%. [c.37]

Следует отметить, что % нечувствительна к химической природе полимера, молекулярной массе, температуре и давлению [I]. Для многих типичных полимеров X лежит между 3 и 12-10 Вт/мк безотносительно к этим параметрам. Данные по теплопроводности часто приводят в виде коэффициента температуропроводности [c.328]

В области малых и средних молекулярных масс температуропроводность аморфных полимеров увеличивается пропорционально корню квадратному нз М,я затем ее рост с увеличением М замедляете , и при достаточно высоких значениях М коэффициент а практически не изменяется. Такая завнснмость обусловлена преимущественным влиянием молекулярной массы на теплопроводность. [c.364]

ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА полимеров- см. Температуропроводность, Тепловое расширение, Теплоемкость, Теплопроводность. [c.301]

Наличие полимера в бетонах приводит к увеличению термического коэффициента расширения. Например, при содержании 6% полиметилметакрилата или полистирола коэффициент термического расширения возрастает примерно на 25% [886]. Это связано с тем, что полимер обладает большим термическим коэффициентом расширения, чем цемент. Отмечено также небольшое (я 5%) возрастание коэффициента температуропроводности и небольшое уменьшение коэффициента теплопроводности [886]. [c.300]

Такой характер зависимости объясняется тем, что коэффициент расширения полимеров связан с величиной свободного объема, который меньше у продуктов с большей V. С повышением температуры возрастают удельная теплоемкость, коэффициенты теплопроводности и термического расширения отвержденных полиэфиров, а коэффициент температуропроводности при этом уменьшается. На рис. 71 приведены данные об изменении теплофизических характеристик смолы ПН-1 с повышением температуры. Как следует из этих данных, все прямые имеют перегибы при температуре, близкой к Тс смолы [44, с. 129]. Ниже приведены типичные показатели теплофизических свойств отвержденных полиэфиров [9, 85, 93, 110— 112] [c.177]

Рассмотрим уравнение теплопроводности для порошка полимера, заключенного в трубе. Принимая температуропроводность постоянной по сечению трубы, можем написать [c.53]

Основное отличие полимеров от металлов состоит в том, что переходы между различными состояниями в полимерах реализуются при изменении внешних условий в широком интервале значений, поэтому обычно отсутствует четко выраженный фронт превращения. При этом область перехода полимерного материала из-за низких теплофизических параметров (теплопроводности л, температуропроводности а и объемной теплоемкости р) имеет значительные размеры или даже превращение происходит практически во всем объеме одновременно, но с разной скоростью и с разной степенью завершенности этого превращения. Это требует разработки дополнительных макрокинетических моделей процессов превращения, позволяющих при решении связанных задач нестационарной теплопроводности и кинетики определять температурные поля и поля превращений. [c.81]

В результате экспериментальных исследований получены значения коэффициентов эффективной теплопроводности Хэф. и температуропроводности а для десяти образцов волокнообразующих полимеров. Показано, что для всех изученных образцов с увеличением объемного веса Хэф. также увеличивается, а при увеличении размера цилиндрических гранул полиамида величины Хэф. и а уменьшаются. [c.286]

Тепло- и температуропроводность. Теплопроводность большинства полимеров в 100—400 раз меньше теплопроводности стали и в 1000 раз ниже теплопроводности меди. Низкие значения тепло-и температуропроводности обусловливают плохую передачу тепла в массе полимерного материала, вызывая неравномерный нагрев и охлаждение отдельных участков образца и разные скорости размягчения и плавления неизометричных и отличающихся по размерам полимерных зерен (частиц). [c.17]

Тепло- и температуропроводность полимеров изменяются при нагревании, при этом аморфные и кристаллические полимеры ведут себя по-разному [29—33]. Биль и Автократова [29] установили следующую зависимость коэффициентов теплопроводности Я и температуропроводности а аморфных полимеров от температуры (в пределах 20—100°С) [c.17]

При описании технологических свойств полимерных материалов мы практически не рассматривали их теплофизические характеристики— теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и др., — сведения о которых можно найти в различных изданиях, и очень кратко коснулись вопросов регулирования различных технологических свойств, что имеет большое значение для оптимизации и интенсификации процессов переработки полимеров и композиционных материалов. Это направление получает все большее развитие ввиду несомненного теоретического интереса и практической эффективности. Наряду с традиционными приемами направленного изменения технологических (например, реологических) свойств полимеров, в частности путем варьирования температурных и силоскоростных параметров формования, а также применения пластификаторов, в последнее время предложены и реализованы новые методы — введение микродобавок [96, 99, 138—140], создание сложнонапряженного состояния расплава за счет наложения механических колебаний элементов формующих инструментов [86, 97, 179—183], введение минералоорганических наполнителей-модификаторов [184—187], газонасыщение расплавов [156—158], воздействие на расплавы полимеров сдвиговых и объемных ультразвуковых вибраций [132], [188—193] и др. Примеры их успешной реализации в промышленности свидетельствуют об их перспективности при достаточно широком внедрении в технологическую практику [86, 97, 132, 194, 195]. [c.231]

Зависимости коэффициентов температуропроводности й = = Х1 с()) разных полимеров от температуры при различных давлениях (рис. 10.8 и 10.9) идентичны соответствующим зависимостям коэффициентов теплопроводности. Так как теплофизическне свой- [c.259]

В шестнадцатой главе приведена методика расчета молярной теплоемкости по химическод<з строению полимеров. В основ методики положено предположение о том, что вклад каждого атома в теплоемкость пропорционален его Ван-дер-Ваальсовому объему. Отмечается, что теплоемкость, температуропроводность и теплопроводность полимеров зависит не только от нх лими- [c.17]

В последнее время для исследования теплопроводности полимеров начали применять приборы, принцип действия которых основан на использовании закономерностей нестационарного теплового потока. Известны также методы, основанные на анализе квазистационарного теплового режима, теория которого разработана Лыковым Этот же метод широко используется при измерении температуропроводности. Принцип квазистационарного режима состоит в том, что исс.чедуемый объект помещают в среду, температура которой изменяется во времени по линейному закону. Через определенный промежуток времени температура всех точек образца также начинает изменлться по линейному закону, так что градиент температуры для любых точек образца с течением времени остается постоянным (отсюда и название режима — квазистационарный). Измерение градиентов температур и тепловых потоков позволяет рассчитать тепло- [c.190]

Поскольку теплоемкость и теплопроводность зависят от структуры полимера, то и температуропроводность также зависит от молекулярной массы, конфигурации, хичичсско- [c.363]

Введение наполнителей, которые, как было сказано выше, влияют на теплоемкость и теплопроводность, изменяет и коэф-фициснт температуропроводности Существует эмпирическая завнснмость а наполненных полимеров от содержания и типа наполнителя (технического углерода). [c.364]

Экспериментальные данные быстротечной реакции катионной полимеризации изобутилена положены в основу расчета и математического моделрфования процесса [1]. Реакционная зона аппарата была выбрана из лабораторной модели рис.2 Л 4 методом масштабного переноса, т.е. принимались те же соотношения геометрических размеров аппарата, скоростей ввода реагентов, а также принцип ввода катализатора [2]. Высокие скорости потока в зоне реакции (1 10 м/с) обеспечивали турбулентное смешение раствора катализатора моль/л) и смеси мономера (Мд = 0,01-1 моль/л), полимера и растворителя. Критерий Ке, вычисленный для данной линейной скорости потока, его плотности (0,5н-1 г/см ), динамического коэффициента вязкости [(5 - 10) 10 г/(см с)] и диаметра трубы (10 см), составлял 10" . Поэтому в качестве коэффициентов массо- и теплопередачи можно использовать коэффициент турбулентной диффузии, равный коэффициенту температуропроводности X с/р (где X, с,р- средние теплопроводности, теплоемкости и плотности реакционной среды). [c.134]

Экспериментальные методы определения теплопроводности можно разделить на две большие группы К первой из них относятся методы, основанные на использовании закономерностей стационарного теплового потока, а ко второй — нестационарного. Температуропроводность непосредственно может быть определена только в нестационарных тепловых режимах, поскольку именно эти режимы она и характеризует. Сущность стационарных методов измерения теплопроводности состоит в том, что в исследуемом образце поддерживается такой тепловой режим, когда распределение температуры в образце во времени не изменяется. Измеряя тепловой поток и разность температур между определенными точками образца , можно рассчитать его теплопроводность. Теплопроводность исследуемого объекта можно определить по данным теплопроводности некоторого эталона, для которого известна температурная зависимость теплопроводности. К основным недостаткам метода относится длительность установления стационарного теплового потока, особенно для образцов с низкой теплопроводностью, какими являются полимеры. Имеются и другие экспериментальные затруднения, связанные с не-, обходимостью устранения утечек тепла, с осуществлением полного и равномерного контакта между образцом и нагревателем или эталоном и др. Конструкции приборов для определения коэффициента тенлопроводности полимеров абсолютным стационарным методом, описаны в работах относительным методом стационар- [c.190]

Анизотропия теплопроводности и температуропроводности [118], изменение плотности при вытяжке [119], а также результаты аналогичных исследований [120—1221 приводят к заключению, что в стеклообразных изотропных полимерах и их расплавах имеются микрообласти, состоящие из большого числа участков макромолекул, которые локально сриентированы (без кристаллической упорядоченности). [c.41]

Релаксационные процессы при формировании покрытий из дисперсий полимеров оказывают существенное влияние на изменение теплофизических параметров [59]. На рис. 4.10 и 4.11 приведены данные об изменении коэффициентов теплопроводности и температуропроводности в процессе формирования латексных покрытий. Видно, что теплофизические параметры, как и внутренние напряжения, в процессе формирования изменяются немонотонно вначале они уменьшаются, а затем нарастают. Время достижения минимального значения теплофизических параметров соответствует достижению равновесной влажности. При хранении покрытий в условиях формирования теплофизические параметры возрастают. Скорость нарастания теплофизических параметров и их абсолютная величина зависят от природы полимера. Из сравнения рис. 4.8 и 4.10 следует, что теплофизические параметры изменяются анти-батно возникающим в латексных покрытиях внутренним напряжениям. Наибольшие теплофизические характеристики обнаруживаются в менее полярном латексе СКС-50. С увеличением содержания метакриловой кислоты в латексе СКД-1 теплофизические параметры покрытий уменьшаются. Согласно представлениям о механизме переноса тепла в полимерах, связывающим теплофизические свойства со скоростью распространения фононов, следовало бы ожидать [c.209]

Коэффициент температуропроводности а зависит не только от теплофизических характерт стик полимера — теплопроводности К и удельной теплоемкости с, но и от плотности р [c.32]

Ввиду трудностей прямого определения температуропроводности или же ее расчета по уравнению (III. 25) вопрос о характере температурной зависимости а в области низких температур остается практически неизученным. При повышенных температурах температуропроводность стеклообразных полимеров почти не зависит от температуры, что является следствием постоянства длины свободного пробега фононов I. Как и в случае теплопроводности, тем-пературопроводпость проявляет тенденцию к возрастанию при повышении давления, увеличении молекулярной массы полимера или уменьшении размеров боковых групп макромолекулы [147, 148]. [c.115]

Отсутствие в стеклообразном состоянии трансляционной подвижности молекул дало основание использовать для описания механических свойств и теплопереноса квазирешеточную модель. Согласно последней атомы или атомные группировки колеблются относительно положений равновесия в ячейках, размеры которых зависят от температуры и давления. Этот подход позволил качественно объяснить возрастание механических модулей упругости, тепло- и температуропроводности при понижении температуры или повышении давления, уменьшении размеров боковых групп цепи и т. п. уменьшением размеров ячейки (т. е. возрастанием плотности молекулярной упаковки полимера). В рамках простой ячеистой модели, однако, необъяснимым является, например, возникновение избыточной теплоемкости и замедление температурной зависимости теплопроводности в области сверхнизких температур, довольно значительная величина длины свободного пробега фононов при повышенных температурах и т. д. В то же время перечисленные эффекты свидетельствуют в пользу представления о замороженных флуктуациях плотности в стеклообразных полимерах, предполагающего наличие упорядоченных участков, размеры которых определяют длину свободного пробега, и рыхлоупакованных межструктурных областей, в которых отдельные боковые группы сохраняют способность совершать квазинезависимые колебания даже вблизи О К. [c.118]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология