Термомеханический анализ полимеров

ИССЛЕДОВАНИЕ СОСТОЯНИЙ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДОМ ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОГО АНАЛИЗА [c.70]

Термомеханический анализ — весьма распространенный метод исследования полимерных материалов. С его помощью возможно наблюдение в полимерах температурных переходов из стеклообразного состояния в высокоэластическое и затем — в вязкотекучее состояние, обнаружение образования и распада пространственных структур. [c.85]

Прибор обеспечивает автоматическое измерение и регистрацию деформаций, возникающих при одноосном сжатии образца исследуемого полимера под действием различных фиксированных нагрузок, и дилатометрические измерения при минимальных нагрузках. Ряд других приборов отечественного и зарубежного производства, предназначенных для термомеханического анализа полимеров, описаны, например, в [141]. [c.209]

Термомеханический анализ (ТМА) [2]. Все известные методы ТМА полимеров основаны на измерении температурной зависимости деформации е образца, предварительно переведенного в стеклообразное или кристаллическое состояние, под действием заданной посто- [c.370]

Полибензимидазолы большей молекулярной массы получаются при двух-стадийном методе синтеза. Приведенные вязкости 0,5%-х растворов полимеров в N-МП (химическая циклизация) для л1-карборансодержащих полибензимидазолов составляли 0,50-1,40 дл/г [78], для -карборансодержащих полимеров -0,40-0,97 дл/г [77]. В отличие от большинства ароматических полибензимидазолов без карборановых фрагментов, растворимых лишь в серной кислоте, многие карборансодержащие полибензимидазолы растворимы помимо серной и полифосфорной кислот в амидных растворителях, ДМСО, из растворов которых образуют прочные прозрачные пленки. Согласно рентгеноструктурному анализу, полимеры аморфны по данным термомеханических испытаний, ж-карборансодержащие полибензимидазолы не размягчаются при нагревании до 600 °С [78]. -Карборансодержащие полибензимидазолы, полученные циклодегидратацией соответствующих полиаминоамидов в ПФК, размягчаются при нагрузке 100 кгс/см при 300-350 °С, тогда как полибензимидазолы, синтезированные термической циклодегидратацией или в расплаве, не размягчаются [77]. [c.256]

Книга является первой попыткой систематизировать материал в области термомеханического анализа полимеров. Она содержит обпще сведения о термомеханических свойствах полимеров, изложение принципиальных основ рассматриваемого метода, анализ возможностей использования различных его разновидностей, конкретное применение для изучения фазово-агрегатных состояний полимеров и процессов, приводящих к их изменениям, а также отражает вопросы экспериментальной техники термомеханического анализа. [c.2]

Простота и высокая информативность сделали термомеханический анализ весьма популярным. По ТМК устанавливают аморфность или кристалличность полимера, оценивают влияние пластификаторов и наполнителей, определяют критические температуры, такие как температуры размягчения, стеклования, высокоэластичности, плавления, кристаллизации [1]. [c.122]

НЕКОТОРЫЕ ВОПРОСЫ ТЕХНИКИ ЭКСПЕРИМЕНТА В ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОМ АНАЛИЗЕ ПОЛИМЕРОВ [c.193]

В развитии современных представлений о природе, строении полимеров, их работоспособности в заданных температурных условиях часто бывает целесообразно сочетать метод ДТА с методом изучения изменения массы образца при нагревании, т. е, проводить термогравиметрический анализ (ТГА). Важен также н термомеханический анализ (ТМА), позволяющий исследовать состояние полимера путем оценки его деформации при силовом и тепловом воздействиях. Его в настоящее время удается проводить благодаря созданию специальных высокочувствительных приборов. В дальнейшем ограничимся рассмотрением методов ДТА и ТГА в применении к полимерам. [c.104]

Известны различные методы определения температуры стеклования-размягчения. Некоторые из них характеризуются как динамические (например, по величине динамического модуля или механических потерь, измеренных нри определенных частотах силового воздействия), другие же — как статические или квази-статические (наряду с термомеханическим анализом — методы объемной и линейной дилатометрии, измерения теплоемкости и некоторые другие методы, связанные с изменениями физических свойств полимера в ходе его нагревания). К последней группе примыкают и некоторые новые методы, в которых о размягчении судят по изменениям тех или иных индикаторов . Такими косвенными показателями состояния могут быть свечение (в методах термолюминесценции и радиотермолюминесценции), проницаемость по отношению к радиоактивному газу (эманационный метод), характеристики спектра ЭПР специально введенных в полимер свободных радикалов (метод парамагнитного зонда), газохроматографические характеристики и др. [c.98]

У целлюлозы как аморфно-кристаллического полимера возможны переходы релаксационных (физических) состояний в ее аморфных участках. У сухого целлюлозного волокна аморфная фаза находится в стеклообразном состоянии. Температура стеклования целлюлозы Тс лежит выше температуры деструкции, и перевод аморфной части целлюлозы (как и кристаллической) в высокоэластическое состояние нагреванием невозможен. Однако пластификация волокна, например, глицерином, этиленгликолем, водой, ледяной уксусной кислотой и др. снижает температуру перехода и делает возможным переход целлюлозы из стеклообразного состояния в высокоэластическое. Это позволяет экспериментально определять Т< целлюлозы методом термомеханического анализа на пластифицированных образцах с постепенно уменьшающейся долей пластификатора и последующим фафическим экстраполированием на ее нулевое значение. Найденное таким методом значение Тс составляет около 220°С. [c.244]

Третья группа работ охватывает новейшие физико-химические методы исследования полимеров ИК- и УФ-спектроскопию, ЯМР, дифференциальный термический анализ, полярографию и хроматографию. Она содержит описание методик конкретных лабораторных задач по исследованию свойств полимеров и, что особенно важно, носит методический характер, т. е. позволяет человеку, не имеющему специального опыта, поставить эксперимент по снятию термомеханических кривых, определению температур физических переходов, изучению релаксации напряжения и ползучести и т. д. [c.7]

Важную информацию дают также методы термомеханического анализа. Изучение влияния температуры на твердость, упругость, прочность полимерного материала позволяет судить не. только о процессах деструкции, но и о том, каково будет поведение полимерного материала в условиях практического использования. Важную роль во всех этих методах играет фактор времени. Полимерный материал может начать разлагаться, предположим, при 250 С, но разложение может идти медленно или быстро. При медленном разложении изделие полимерного материала может работать какое-то время — от нескольких часов до суток при быстром же разложении применять его в длительно работающих установках нельзя. Рассмотренные методы изучения термодеструкции полимерного материала дают, конечно, однозначный ответ о механизме деструкции лишь в простейших случаях. В наполненных электропроводящих полимерах, состоящих из проводящего компонента, связки и наполнителя, и в электропроводящих полимерах — полупроводниках термодеструкция может иметь весьма сложный механизм с перестройкой молекул, с рекомбинацией первичных осколков, с перекрытием эндо- и экзотермических процессов. При этом приходится изучать термодеструкцию материала всеми известными методами. Это длительная и сложная работа, но без нее трудно предсказать поведение материала в условиях практического применения. [c.30]

Для определения физических состояний полимеров и границ их существования часто используют метод термомеханического анализа (ТМА), который основан на изменении деформируемости полимеров в широком интервале температур. Наиболее важное значение метод ТМА имеет для установления температурных пределов существования стеклообразного, высокоэластического и вязкотекучего состояний. Метод ТМА позволяет определить те.мпературы кристаллизации и плавления, начала химического разложения, выяснить способность полимера к структурированию и разнообразным химическим превращениям. Метод используется также для изучения влияния пластификаторов, наполнителей и других добавок на технологические свойства пластмасс, для оценки перерабатываемости полимеров. [c.145]

Термомеханические свойства полимеров и метод термомеханического анализа [c.5]

Методы исследования деформируемости полимеров в широком интервале температур были разработаны впервые А. П. Александровым и Ю. С. Лазуркиным (частотно-температурный метод) и В. А. Каргиным и Т. И. Соголовой (метод, получивший собственно название термомеханического). Благодаря основополагающим работам этих авторов [1—4], а также работам многих их последователей термомеханический анализ (ТМА) стал весьма распространенным методом исследования полимеров [5, 6]. [c.5]

Динамический термомеханический анализ (ДТМА) чаще используется для характеристики смесей полимеров, в том числе опре- [c.510]

Термомеханические методы можно разделить на два класса. Термодилатометрия (ТД) измеряет изменения размеров (термическое расширение) как функцию температуры без внешней нагрузки или давления. Термомеханический анализ (ТМА) также связан с изменением размеров, но при статической нагрузке, тогда как динамический механический анализ (ДМА) позволяет измерять различные механические параметры при динамической или пульсирующей нагрузке. Эти методы широко применяют, особенно для изучения керамики или полимеров. [c.485]

Термомеханический анализ (ТМА) позволяет точно измерять изменения размеров образцов полимеров при изменении температуры. Установка для ТМА основана на принципе плавающей суспензии (который позволяет получать воспроизводимые результаты при очень малых изменениях размеров) и обеспечена программированным нагреванием. Образец полимера в форме диска помещают в прибор, схематически изображенный на рис. 13.31. Расширение образца при нагревании приводит к расширению датчика, и изменение размера Д непосредственно записывается как функция температуры (рис. 13.32). Значение Т, определяется прямо из графика по точке излома, соответствующей резкому изменению коэффициента теплового расширения. [c.329]

Только с помощью термомеханического метода исследования нельзя ответить на вопрос, яв.пяется полимер алгорфным или кристаллическим. Предварительно необходимо получить рентгеногралгму образца, а затем сопоставить данные рентгеноструктурного анализа с результатами термомеханического исследования. Полимеры в кристаллической форме могут получаться непосредственно в процессе синтеза и дальнейшей обработки. [c.107]

Все синтезированные полимеры представляют собой порошки желто-коричневого цвета. Согласно данным РСА, полимеры имеют аморфную структуру. На свойства полимеров определенное влияние оказывает природа исходного мономера. Так, наличие в полимерной цепи гексафторизопропилиденовых группировок значительно улучшает растворимость полимера в органических растворителях полимеры на основе дихлорангидрида 4,4 -дикарбоксидифенил-2,2 -гексафторпропана растворимы даже в ацетоне и ТГФ, тогда как полимеры, содержащие кардовую фталидную группировку или -и-фениленовые группы в макромолекулярной цепи, растворимы лишь в растворителях амидного типа при нагревании. Согласно данным термомеханического анализа, температуры размягчения полученных полимеров составляют 230-290 °С. Полимеры достаточно термостабильны разлагаются выше 300 °С. [c.194]

В четвертой главе подробно освещен термомеханический метод определения температуры стеклования и текучести полимеров, проанализированы особенности интерпретации термомеханических кривых для аморфных и кристаллических полимеров, приведен расчетный метод определения по химическому строению полимера величины механического сегмента. Рассмотрены две основные концепщш механизма процессов застекловьшания полимеров - релаксационная и межмолекулярная. Рассматривается более универсальный, чем широко распространенный групповой подход расчета свойств полимера по их химическому строению, атомистический подход, с использованием которого получены аналитические выражения для расчета по химическому строению температуры стеклования линейных и сетчатых полимеров. Выполнен анализ влияния типов разветвлений линейных полимеров, а для сетчатых полимеров - числа звеньев между узлами сшивки, типа и строения этих узлов, наличия и вида дефектов сетки на температуру стеклования полимеров. [c.15]

Особо следует остановиться на разработанном в нашей стране и доведенном до практического использования оригинальном методе определения молекулярно-массового распределения полимеров с помощью термомеханического анализа (ТМА) [20, 21,22]. Это комплекс безрастворных методов экспериментального определения ММР в растворимых и труднорастворимых линейных олигомерах и полимерах и композициях на их основе с минеральными наполнителями, блок-сополимерах линейного и сетчатого строения (поблочно), сетчатых полимерах различного строения и различной степени сшивания, в том числе с высоким наполнением, композициях типа взаимопроникающих сеток и др. Методы основаны на использовании ряда ранее неизвестных свойств макромолекул при термомеханическом деформировании полимеров в переменном во времени температурном поле. [c.335]

Возможности термомеханического анализа могут быть использованы значительно шире и в том числе в технологическом плане. По ТМК возможна оценка влияния способа производства полимера на его свойства, корректировка температурных условий пластикации термопластов, оптимизация режимов формования изделий из расплава и из заготовок (пневмо- и вакуумформование), оценка влияния морфологии и свойств армирующих волокнистых наполнителей на термодеформационное поведение угле- и стеклопластиков. [c.122]

Интересно провести более детальное исследование влияния наполнителей на комплекс свойств модифицированных жидкими каучуками ЭП. Как свидетельствуют результаты термомеханического анализа (рис. 5.25), введение наполнителя приводит к изменению как температуры стеклования, так и деформации полимера в высокоэластическом состоянии. В наибольшей степени эффект проявляется в области срав- [c.116]

Подробно изучено влияние у-излучения на полиэтилен с добавкой ионола (2,6-ди-трег-бутил-4-метилфенол). С использованием методов ИК-спектроскопии, дифференциального термического анализа, путем определения вязкости растворов и термомеханических характеристик полимера выявлены общие закономерности влияния этого стабилизатора он почти полностью подавляет процесс сшивания при облучении в вакууме (антирадное действие) и предотвращает термоокисление полимера в течение ограниченного времени (на термограммах при Т >Тпл экзотермические пики сглажены). [c.140]

Применения термомеханического анализа вес1ма многообразны. В огромном и все возрастающем числе работ ТМА использован ка метод характеристики различных полимеров и полимерных материалов, для демонстрации свойств новых синтетических высокомолекулярных соединений. Не менее важным, хотя, пожалуй, и не столь распространенным, является применение ТМА для изучения структурных и химических изменений, свойственных полимерам и сказывающихся на их термомеханпческих характеристиках. Укажем на некоторые работы, выявившие возможности ТМА и послужившие его развитию и распространению. [c.17]

Для термомеханического анализа суш ественное значение имеют происходягцие в ходе нагревания процессы кристаллизации и плавления. Наблюдение их позволяет делать заключения о состоянии образца и в ряде случаев о его термической истории. О происходящих процессах в ТМА судят по изменению деформируемости полимера. И хотя этот метод нельзя отнести к числу прямых, по чувствительности он может превосходить многие из них. [c.116]

ТхМА-кривые, полученные методом импульсного нагружения (см. рис. VI.6), качественно не отличаются по виду от тех, которые были бы получены при постоянном действии груза. Это объясняется тем, что в ходе исследований не происходит дополнительного ожестчения материала. В самом деле, до сих пор мы рассматривали случаи, когда в ходе ТМА первоначальная плотность сшивки не изменялась вплоть до начала деструктивных процессов. Между тем ТМА позволяет не только исследовать пространственно-структурированные полимеры как нечто данное, но и изучить сами процессы образования структур, в частности в ходе анализа. В этом аспекте можно усмотреть аналогию в отношении влияния на термомеханические свойства полимеров таких процессов, как образование пространственных структур и кристаллизация (ср. гл. V) оба процесса ведут к ожестчепию материа,ла. Соответственно, имеется также некоторое подобие проявлений процессов распада пространственных структур и плавления кристаллических полимеров. [c.147]

Даже, если термомеханическая кривая имеет классический вид (см. рис. 18) и состоит из трех участков, следует воздержаться от утверждения, что полимер обладает всеми тремя физическими состояниями, переходя из одного в другое при нагревании. Нужно учитывать, что возрастание деформации в порошкообразном образце может быть вызвано побочными причинами. Определив термомеханическую кривую, лучше сперва обратить внимание на последнюю ветвь кривой. Если эта ветвь находится в интервале температур, где термическая или термоокислительная деструкция еще не проходит достаточно глубоко, можно говорить о течении полимеров. Чтобы убедиться в том, что развитие большой деформации (до 100 % при сжатии) вызвано течением, а не глубокой деструкцией полимера, необходимо параллельно сделать термогравиметрический анализ (получить термогравиметрическую криво ю). Эго особенно важно в случае теплостойких полимеров, для которых развитие большой деформации наступает в интервале температур 600-800 °С, и эта деформация, вызванная глубокой термической деструкцией полимера, может быть ошибочно принята за течение. Нужно учитывать также, что в процессе термомеханических испытаний помимо деструкции может происходить и структурирование. Эти два процесса всегда сосуществуют при нагревании полимера, но один из них протекает с гораздо большей скоростью и определяет направление всего гфоцесса. Структл рирование может проявляться в образовании поперечных свяхй между цепями полимера, в циклизации и т.д. В результате, начавшееся течение полимера будет приостановлено, и на термомеханической кривой появится площадка, аналогичная по форме площадке высокоэластичности для линейных полимеров. Поэтому нал№ше такой площадки [c.101]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология