Методы определения термостойкости полимеров

Самые общие методы, используемые для оценки термостойкости полимеров в разных областях их применения, заключаются в определении обратимого изменения физических, механических и электрических свойств в зависимости от температуры и температурно-временной зависимости необратимого изменения свойств. Величина термостойкости устанавливается по предельно допустимому изменению тех свойств, которые обусловливаются практическим опытом применения материала. [c.28]

Температура разложения является условной величиной при характеристике термостойкости полимеров. Она зависит от метода определения и продолжительности теплового воздействия. Например, деструкция поливинилхлорида может начаться при 180, 150 и даже 120° С в зависимости от длительности нагревания. [c.24]

МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ТЕРМОСТОЙКОСТИ ПОЛИМЕРОВ [c.40]

Методы, используемые для определения термостойкости полимера, зависят от специфики применения данного материала, при этом почти всегда решающую роль играет механическая прочность материала. Поэтому физико-механические испытания всегда используются для определения термостойкости. [c.28]

В патенте, выданном Мак-Дональду [87], описан метод определения пригодности полимеров формальдегида для практического использования по данным термостойкости и прочности при многократных изгибах (рис. 8). На рисунке по оси ординат отложена характеристика прочности, которую определяют путем многократных изгибов вручную пленки толщиной 0,07—0,17 мм [c.79]

О- > -СН - > -502-Как видно из приведенных рядов, полученных различными авторами, наблюдаются некоторые различия во влиянии шарнирных атомов и групп на термостойкость не только в полимерах различного строения, но и для совершенно идентичных по строению полимеров. Вероятно, такое несоответствие объясняется чистотой, молекулярным весом и молекулярно-весовым распределением исследованных полимеров, а также различиями в методах определения термостойкости. [c.268]

Таким образом, переработка полимеров через растворы имеет определенные ограничения, связанные с формой изделия (пленки и волокна пли подобные нм тонкослойные изделия). С другой стороны, существуют полимеры, которые могут быть переработаны только чер з растворы (целлюлоза и другие природные полимеры, некоторые виды синтетических термостойких полимеров). Естественно, что высокая производительность и экономичность процессов переработки через расплав выгодно отличают этот метод от метода переработки через раствор, когда требуется рекуперация растворителя, более сложная аппаратура и, как правило, значительные объемы ироизводственных помещений. Тем ие менее через растворы ежегодно перерабатывается свьппе 3,5 млн. т полимерных материалов в волокна и около 0,2 млн. т в упаковочные и изоляционные пленки. Количество полимерных материалов, перерабатываемых через растворы в пленки-подложки для светочувствительных слоев, достигает также сотен тысяч тонн. Кроме того, очень большие количества полимеров используются в виде растворов в качестве пленкообразующего материала для покрытий (пленки, эмали, краски)и в качестве основы для клеев. [c.12]

Деструкция в подавляющем большинстве случаев сопровождается выделением летучих продуктов, вследствие чего происходит уменьшение массы исследуемых ( полимеров. Это явление лежит в основе различных видов термогравиметрического анализа (ТГА). Метод основан на определении потери массы полимерами в процессе их пиролиза с определенной измеряемой скоростью вследствие испарения низкомолекулярных фрагментов цепи или газообразных продуктов. Измерения можно проводить путем периодического или непрерывного взвешивания образца полимера в процессе его разложения при постоянной (изотермический термогравиметрический анализ) или повышающейся с заданной скоростью температуре (динамический термогравиметрический анализ) [126-128, 131-133]. Часто температуру, при которой наблюдается начало уменьшения массы полимера, принимают в качестве характеристики его термостойкости [1, 9]. [c.111]

Тензиметрический метод очень эффективен для определения термостойкости низкомолекулярных веществ. С его помощью можно испытывать простые модельные органические соединения и полученные сведения использовать для оценки порядка величины термостойкости полимера, содержащего звенья аналогичного строения. Таким образом, тензиметрический метод можно применять для определения направлений создания новых полимеров. Следует иметь в виду, что критерий термостойкости выбирается в данном случае произвольно. Метод основан на предположении о том, что скорость образования газообразных продуктов прямо пропорциональна скорости разложения вещества. Однако это не всегда так. Тензиметрический метод позволяет определять (по порядку величины) стойкость органических соединений и, что более важно, устанавливать их относительную устойчивость. Например, при использовании этого критерия было установлено , что термостойкость бензола, дифенила, нафталина и дифенилового эфира лежит в интервале температур 540—600° С. [c.30]

Данные определения термостойкости полностью ароматических полибензотиазолов, полученные Левиным методом термогравиметрического анализа на воздухе, представлены на рис. 8. Сравнительно небольшая потеря массы при нагревании на воздухе вплоть до 600° С свидетельствует о высокой термоокислительной стаби Ль-ности этих полимеров. [c.149]

Наряду с такими общепринятыми методами, как определение температуры плавлення по Кофлеру или с помощью микроскопа, температурный интервал плавления термостойких полимеров можно определять методом дифференциально-термического анализа. [c.43]

Изучение деструкции полимеров в неизотермических условиях (термогравиметрический анализ) находит сейчас широкое применение, причем в подавляющем большинстве случае используется-линейный режим роста температуры. Данные термогравиметрического анализа служат как для качественного сравнения термостойкости полимеров, так и для определения параметров, характеризующих реакцию разложения. Для расчета этих параметров (порядка реакции, энергии активации и предэкспоненциального множителя) разработано несколько приближенных методов все они основываются на предположениях, что полимер распадается на летучий компонент и твердый остаток, а скорость распада описывается уравнением [c.169]

Анализу Si и Р при их совместном присутствии в полимерных материалах посвящена также работа [131]. Образцы термостойких полимеров получали сополимеризацией циклических органосилоксанов с производными фосфора и бора. Присутствие в таких образцах заметных количеств Fe создает серьезные трудности при использовании обычных химических методов [6, 132]. Низковольтная рентгеновская трубка (см. рис. 17) позволила полностью исключить влияние флуоресценции Fe на определение Si и Р. Образцы постоянной массы 0,5 г помещали в кюветы и нагревали до 80 °С. При этом образец растекался, принимая форму кюветы. Остывшая проба имела гладкую горизонтальную поверхность. Вследствие низкого содержания фосфора его влияние на точность определения кремния практически отсутствует. Поэтому определение Si с Si-фильтром на окне детектора проводили по способу внешнего стандарта в дифференциальном режиме работы дискриминатора с окном 0,29 кэВ (4,2 кВ, 40 мкА) и при времени измерения 10 с. Градуировочный график для определения Si Строили по эталонам. Определение низкого содержания Р на фоне значительных количеств Si из-за селективного поглощения флуоресценции фосфора кремнием, а также из-за фона в канале фосфора от флуоресценции кремния сильно затруднено и задача интерпретации результатов измерений решается аналитически. Конечная формула имела вид [c.76]

П. классифицируют обычно по их химич. природе (см. табл. 1) и по степени совместимости с полимером (табл. 2). По второму признаку П. делят на первичные и вторичные (обладающие соответственно хорошей или ограниченной совместимостью с полимером). Вторичные П. могут со временем выделяться ( выпотевать ) на поверхность полимерного материала в виде жидкости или кристаллич. образований. Совместимость зависит от строения и полярности полимера и П. Этот показатель м. б. определен визуально, по характеру диаграмм фазового равновесия системы полимер — пластификатор или др. методами. Деление П. на первичные и вторичные в известной мере условно, т. к. совместимость П. с полимером может существенно зависеть от темп-ры, давления, влажности воздуха, интенсивности солнечной радиации и др. факторов. Вторичные П. вводят в полимерные материалы, как правило, вместе с первичными. Они могут придавать материалам нек-рые специфич. свойства (напр., негорючесть, термостойкость) или служить дешевыми заменителями первичных П. Подробно о механизме действия П. см. Пластификация. [c.309]

Устойчивость поливинилхлорида в присутствии стабилизирующих добавок в процессе предварительных испытаний обычно оценивается по температуре начала выделения хлористого водорода (температура разложения) или по времени, в течение которого образец выдерживает нагревание при заданной постоянной температуре до появления первых признаков выделения хлористого водорода (термостойкость). Контроль процесса осуществляется путем пропускания воздуха через систему н поглощения выделившегося хлористого водорода раствором азотнокислого серебра. Более простой, хотя и менее точный способ состоит в оценке изменения цвета помещенной над слоем полимера индикаторной бумаги. Улучшенный метод испытания состоит в определении скорости выделения хлористого водорода при постоянной температуре. В настоящее время для этой цели применяются инструментальные методы контроля (измерение электропроводности водного раствора, определение концентрации водородных ионов в водном растворе при помощи потенциометрического титрования) [c.232]

В зависимости от природы полимера волокна материалов ФП растворяются или набухают в определенных классах органических растворителей. Высокой стойкостью к большинству известных органических растворителей обладает материал ФП нз полиакрилонитрила. Он растворим только в высокополярных растворителях — диметилформамиде, диметилацета-миде и некоторых других. Известными методами химического модифицирования удается придать стойкость к органическим растворителям волокнам из перхлорвинила, полистирола, фторполимеров. Это достигается сшиванием полимера, из которого изготовлены волокна. При этом еще повышается и термостойкость, и механическая прочность. [c.36]

В ДТА образец нагревают в атмосфере инертного газа. С помощью электронной аппаратуры регистрируют разность температур между образцом и эталонным термостойким веществом как функцию температуры, что позволяет измерить происходящие эндотермические и экзотермические реакции. Температуры пиков, площади эндотерм, число пиков на термограмме, максимальные скорости изменения разности температур и температуры, при которых появляются эти максимумы, специфичны для каждого вещества [10] и могут быть использованы для его идентификации. Вид термограммы существенно зависит от изменений молекулярных конфигураций в результате изменения характера связей и длины цепи, хотя часто невозможно интерпретировать все пики. Этот метод был применен для классификации и изучения термостойкости разнообразных полимеров [10, 34, 96, 148] и для определения степени отверждения некоторых смол [98, 99]. С помощью ДТА можно обнаруживать физические смеси полимеров, которые плавятся достаточно далеко друг от друга, причем площади пиков термограммы пропорциональны количеству присутствующего вещества. Можно отличать фазовые переходы вещества от его разложения были определены переходы твердое вещество — жидкость для полиолефинов и полистирола [77, 105]. По теплоте и энтропии плавления, полученным из термограмм, можно оценить степень кристалличности полимера. [c.37]

Во-вторых, термостойкость каучуков может быть оценена по температуре начала разложения или по потере в весе под действием высоких температур и скорости деструкции полимера. Для определения температуры начала разложения удобно применять метод дифференциального термического анализа. Скорость деструкции определяют термогравитационным методом или по давлению паров, образующихся при деструкции веществ . [c.116]

Термогравиметрический анализ является простым, быстрым и высоковоспроизводимым методом определения термостойкости полимеров вплоть до температур, значительно превыщающих 1000° С С помощью этого метода Элерс изучил более 450 полимеров, использовав для их оценки относительную термостойкость. [c.33]

Повышение термостойкости полимерных материалов. Ёдашого метода определения термостойкости полимерных материалов не существует. Обычно контролируют начальную скорость разложения по потере массы полимера, по выделению летучих продуктов или но уменьшению молекулярного веса. Повышение термостойкости моясет достигаться двумя путями за счет изменения условии в процессе синтеза (получение более регулярных, неразветвлепных структур) или путем модификации полимерного материала, введением стабилизирующих добавок и 1. д. [c.191]

При использовании изотенископического метода измеряют давление пара над нагретым образцом полимера на графике зависимости давления пара от температуры наблюдается излом при температуре, при которой начинают выделяться летучие продукты деструкции. Вероятно, наиболее удовлетворительным лабораторным методом определения термостойкости линейных полимеров является нагревание образцов при данной температуре в течение увеличивающихся периодов времени и последующее определение деструкции полимера по данным элементарного [c.317]

Сначала остановимся на взаимосвязи теплостойкости и термостойкостп ГЕОЛимеров, затем рассмотрим методы определения термостойкости и зависимость термостойкости от строения звена и структуры макромолекулы полимеров. [c.36]

Само понятие термостабильность полимера определяется различными авторами по-разному. Для характеристики стабильности тех или иных свойств при тепловых воздействиях применяются понятия теплостойкость, термостойкость, теплоустойчивость, термоустойчивость, термостабильность, температуростой-кость, деструктивная теплостойкость и т. и. Разнообразие терминологии связано не только с различием методов определения тех или иных показателей, но также и с самой сутью эмпирических методов подхода к исследованию слон<иых по своей природе процессов. В отечественной литературе приняты определения, введенные в работе [42]. Эти же определения использованы и в данной монографии. [c.8]

Изотермический термогравиметрический анализ является также весьма ценным методом для определения термостойкости полимеров. В этом методе количественная оценка термостойкости дается по потере веса полимера при нагревании его онрепеленное время в изотермических усло-в [я. прп заданных температурах. [c.50]

Существующие методики определения термостойкости веществ не позволяют оценить их горючесть, и поэтому они для указанной цели непригодны. Метод калориметрии ГОСТ 17088—71, метод определения кислородного индекса [82] и другие методы, используемые для определения горючих свойств веществ, требуют накопления и обобщения экспериментальных данных для установления влияния химического строения веществ на их горючесть. Принципиально интересная методика оценки горючести полимеров по кислородному индексу, основанная на определении минимально необходимого для горения содержания кислорода в атмосфере, не лишена недостатков. К ним относятся необходимость визуаль- [c.88]

Изотенископный метод очень полезен для определения термостойкости веществ с низким молекулярным весом. Результаты испытания простых органических модельных соединений можно использовать для оценки порядка величин термостойкости полимерных материалов подобного строения. Изотенископный метод часто применяется для определения направлений создания новых полимеров. Следует иметь в виду, что критерий термостойкости выбирается в данном случае произвольно. Метод основан на предположении, что скорость образования газообразных продуктов разложения прямо пропорциональна скорости разложения исходного вещества. Однако это предположение соблюдается далеко не во всех случаях. Несмотря на это, изотенископный метод позволяет определять порядок расположения по термостойкости органических соединений. Так, например, при использовании указанного выше критерия установлено , что термостойкость бензола, дифенила, нафталина и дифенилового эфира лежит в интервале температур 540—600 °С. [c.31]

В Советском Союзе основные методики по определению пожароопасности материалов разработаны Всесоюзным научно-исследовательским институтом пожарной охраны. К ним относится метод огневой трубы [27, с. 67], по которому огнестойкость материала оценивается по потере массы образца. Материал относится к сг0раемы1м, если потеря массы составляет болеее 20%. Это очень жесткий метод испытания и он не всегда может характеризовать огнестойкость текстильных материалов, особенно на основе термостойких полимеров, так как потеря массы может происходить за счет выделения газообразных продуктов, не приводящих к воспламенению материала. [c.355]

В аналитической химии полимеров существует много задач, связанных с контролем производственных процессов и анализом химического состава полимерных материалов. Расширение ассортимента элементорганических полимеров, появление волокон специального назначения [1] потребовало разработки методов определения элементов, ранее не являвшихся характерными для высокомолекулярных соединений. Среди волокон специального назначения важное место заняли ионообменные, невоспламе-няющиеся, термостойкие, биологически активные и другие волокна [1—4], в состав которых, кроме обычных для органических соединений элементов, т. е. углерода, водорода, кислорода и азота, входят элементы с более высокими атомными номерами. К ним относятся кремний, фосфор, сера, хлор, титан, ванадий, хром, медь, олово, барий, ртуть, висмут и другие [3—7. Содержание этих элементов в волокнах и тканях может составлять от одного до нескольких десятков процентов. [c.4]

В области структурной стабилизации термостойких полимеров также достигнуты определенные успехи, которые прежде всего связаны с разработкой методов ориептации и получения высокоупорядоченных как органических, таки неорганических полидгеров 196, 123, 124]. Особо следует отметить повышенную термостойкость сшитых полимеров за счет образования трехмерной сетки [24, 103]. [c.223]

Однако даже дерпватография — наиболее информативный метод термического анализа, позволяющий одновременно с термогравиметрическим осуществлять и дифференциальный термический анализ, — не позволяет по результатам лабораторных исследований однозначно предсказывать поведение полимеров в реальных условиях. Так, несмотря на то, что определенные типы ФС, например смолы, содержащие фрагменты нафтола или л-фенилфенола, по данным ТГА имеют более высокую термостойкость по сравнению с обычными ФС, они менее устойчивы в условиях абляции, по-вндимому, из-за недостаточной механической прочности [1]. Таким образом, к вопросу прогнозирования поведения полимера в реальных условиях следует подходить очень осмотрительно — прогнозирование может быть надежным лишь при условии, что будут учтены все термохимические и физические воздействия на полимер. [c.101]

Наконец, можно применять третий метод, лишенный недостатков вышеуказанных методов и сохраняющий экспресоность анализа. В этом методе используют широкий испаритель с индивидуальным терморегулированием, дозатор твердых проб и программирование температуры колонок (хроматографы Цвет , серия 100), позволяющее растянуть время ввода пробы без существенного расширения пиков до десятков минут. Дозатор твердых проб позволяет вводить небольшой образец полимера (несколько миллиграмм) в нагретый до постоянной температуры испаритель и после улетучивания из полимера антиоксиданта удалять его. Серийный хроматограф позволяет провести анализ антиоксиданта из малой навески полимера, в том числе нерастворимого (сшитого), не загрязняя испаритель хроматографа при малом времени определения (40—60 мин). Недостатком метода является ограничение в термостойкости некоторых полимеров, однако показана возможность определения таким способом в каучуках и резинах не только летучих монофенолов (ионол и др.), но и высококипящих неозона Д и бисфенолов (продукт НГ-2246). [c.73]

М.-с. находит также применение при исследовании деструкции полимеров иод действием различных излучений одновременное изучение состава и кинетики образования летучих иродуктов в этом случае позволяет получить данные, характеризующие взаимодействие излучения с иолимерами. Получаемая методом М.-с. информация о закономерностях различных видов деструкции необходима для понимания природы этих процессов и определения таких важных свойств полимеров, как термостойкость, фотостойкость и прочность. [c.75]

Высокая термостойкость фторполимеров является основным источником низкой воспроизводимости результатов при определении фтора в этих полимерах по методу Шёнигера. Занижение результатов наблюдается даже при полном сгорании образца, что связано, но-видимому, с образованием в зоне пламени термодинамически стабильных и довольно устойчивых к окислению продуктов СОРг и Ср4, а также атомарного фтора, наличие которого в плзхменн подтверждено экспериментально. Иногда в процессе сжигания политетрафторэтилена и некоторых других фторполимеров не весь образец переходит в газообразное состояние, поскольку частицы полимера при разогревании разлетаются за пределы зоны горения, при этом на холодных частях платиновой проволоки образуется белый налет. При неполном сгорании поливинилиденфторида, в отличие от ПТФЭ, образуется карбонизированный остаток. [c.145]

Изложетгие построено так, что в начале дано определение термина термостойкость и рассмотрены методы оценки этого показателя. Конкретные полимерные системы изложены в порядке, близком к хронологическому, т. е. описаны, во-первых, полимеры, полученные в результате модификации уже известных полимеров путем изменения их структуры, и, во-вторых, новые полимеры, синтезированные для создания материалов с повышенной термостойкостью. [c.9]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология