Определение температур стеклования и текучести полимера

Метод определения температуры плавления в капилляре мало пригоден для высокомолекулярных веществ, так как плавление полимеров очень часто не приводит к текучести материала и отсутствие течения может быть принято за отсутствие плавления. Более надежно измерение удельного объема и теплоемкости, интенсивности рентгеновских интерференций, модуля упругости и некоторых других показателей, резко меняющихся при плавлении (рис. 128). Резкий перелом обеих кривых при одной и той же температуре (около —72°С) соответствует Тст- Скачкообразное изменение объема в интервале 8—13°С на кривой кристаллического каучука связано с плавлением полимера. Методы, подобные описанному, очень чувствительны, они позволяют не только отличать стеклование от истинного плавления, но и обнаружить кристалличность, когда она слабо выражена. [c.445]

Работа 7.1. Определение температур стеклования и текучести полимера [c.148]

Необходимо также, чтобы при температуре кристаллизации макромолекулы сохраняли определенную подвижность, необходимую для их перестройки. Известно, что кристаллизация происходит при температуре ниже температуры текучести Тг, но выше температуры стеклования Тс, т. е, для полимеров в интервале высокоэластического состояния. Следовательно, жесткоцепные полимеры, температура разлол ения которых лежит ниже Гс, вообще не способны кристаллизоваться и всегда находятся в аморфном состоянии. Примером таких полимеров может служить целлюлоза, В то же время слишком большая гибкость макромолекул также мешает кристаллизации, так как в этом случае образующиеся упорядоченные области сразу л<е нарушаются в результате флуктуаций. Следовательно, наибольшей способностью к кристаллизации обладают полимеры с цепями средней гибкости. [c.258]

Сконструирована установка для определения температур стеклования и текучести полимеров по температурной зависимости линейного размера образца полимера, регистрируемого тензометрическими датчиками сопротивления. [c.119]

Переход полимера из одного физического состояния в другое совершается не при какой-нибудь определенной температуре, а в некотором диапазоне температур при этом наблюдается постепенное изменение его термодинамических свойств. Средние температуры облаете перехода называются температурами перехода. Температура перехода из стеклообразного в высокоэластическое состояние (и обратно)—эта температура стеклования температура перехода из высокоэластического в вязкотекучее состояние (и обратно)—это температура текучести (или Гг). [c.131]

Содержание отдельных компонентов колеблется в широких пределах в зависимости от назначения пленки и свойств самих компонентов. Введение различных добавок в поливинилхлорид (ПВХ) необходимо из-за характера самого полимера и особенностей его переработки. Поливинилхлорид является аморфным полимером со значительными силами межмолекулярного взаимодействия благодаря полярности заместителя. Он имеет высокую температуру стеклования (около 85° С), а температура текучести промышленных марок ПВХ близка к температуре разложения. Для предотвращения процесса термодеструкции ПВХ, идущего с выделением газообразного НС1, вводят стабилизаторы, а для снижения температуры стеклования (придания гибкости и эластичности, улучшения морозостойкости) и температуры текучести (облегчение переработки) — пластификаторы. Пигменты и наполнители создают определенный декоративный эффект, а также служат модификаторами пленок. Во избежание прилипания композиции к горячей поверхности рабочих органов машин вводят смазывающие вещества. [c.158]

Для определения температуры стеклования можно применять специальные методы или находить ее одновременно с температурой текучести, снимая термомеханическую кривую полимера. [c.29]

На рис. 8 представлена зависимость деформации аморфных полимеров от температуры, характеризующая постепенность перехода из одного физического состояния в другое. Кривая отмечает все три состояния. В зависимости от химического состава, строения звеньев и молекулярного веса температура стеклования и текучести может различаться очень сильно. Поэтому встречаются полимеры, в которых не обнаруживаются все три аморфных состояния. Полимеры с относительно низким молекулярным весом из стеклообразного состояния в состояние текучести переходят, минуя область высокоэластичности. Этот переход осуществляется в определенном интервале температур (интервал размягчения), в котором по мере повышения температуры все большее число молекул приобретает способность свободно перемещаться. Если Тс и Гт очень высоки — выше температуры разложения материала, то он не может быть переведен в состояние высокоэластичности или соответственно в состояние текучести. [c.19]

Как было показано в предыдущих главах, механические свойства полимеров в сильной степени зависят от температуры и скорости деформации. Характер зависимости нагрузки от деформации при постоянной скорости растяжения в общем случае изменяется с температурой, как было показано на рис. 2.1. При низких температурах нагрузка растет практически линейно с увеличением удлинения вплоть до момента разрушения, которое в данном случае происходит хрупко. При более высоких температурах достигается предел текучести, и нагрузка снижается перед тем, как произойдет разрыв, иногда при этом образуется шейка это пластическое разрушение, происходящее, однако, при весьма малых деформациях (обычно 10—20%). При еще более высоких температурах и соблюдении некоторых определенных условий происходит упрочнение при деформации и шейка стабилизируется, что обусловливает холодное течение полимера. Удлинения в этом случае обычно велики и достигают 1000%. Наконец, при температурах, превышающих температуру стеклования, наблюдается зависимость нагрузки от удлинения, характерная для каучуков. [c.307]

Переход полимера из одного физического состояния в другое совершается не при определенной температуре, а в некотором интервале температур. Средние температуры в этих интервалах называются температурами перехода. Температура перехода нз стеклообразного в высокоэластическое состояние (и обратно) — это температура стеклования (Гс), температура перехода из высокоэластического в вязкотекучее состояние (и обратно) — это температура текучести (Tj). [c.544]

Как было показано [1, 2] на примере полиизобутилена, температура текучести Т/ быстро возрастает с повышением степени полимеризации, в то время как температура стеклования Tg ъг. исключением первых членов полимергомологического ряда) от нее не зависит. Это позволило [1—5] разработать метод определения молекулярных весов аморфных линейных полимеров по величине температуры текучести или, что оказалось удобнее, по разности температур текучести и стеклования Т/ — Tg. [c.314]

Температуры перехода. Ширина области температурного перехода может составлять 20—30 К, достигая в случае полимеров с жесткими макромолекулами 100 К. Обычно за значение температуры стеклования принимают температуру, при которой деформация достигает какого-то малого, но достаточно точно измеряемого значения е (на рис. 1.6 это температура Тд, соответствующая точке пересечения пунктирной прямой, отстоящей от оси абсцисс на расстоянии е, и термомеханической кривой). Аналогичным образом температура текучести определяется как температура, при которой термомеханическая кривая поднимается над уровнем плато на величину г. Существуют и другие методы определения температуры переходов. Например, можно считать за температуру перехода точку пересечения касательной к соответствующему участку термомеханической кривой с осью абсцисс. Поэтому, сопоставляя опубликованные значения температур стеклования и текучести для различных полимеров, всегда следует обращать внимание на метод их определения. [c.23]

Пластичное (вязко-текучее) состояние полимеров. Температура текучести, как н температура стеклования, тоже не представляет собой строго определенной константы для данного полимера, так как н пластичность, и текучесть приобретаются данным полимером по мере повышения температуры довольно постепенно и сильно зависят от характера действующей силы и других факторов. Кроме того, эти свойства сильно зависят также от степени полимеризации и от содержания в полимере других веществ, в частности специально вводимых в него пластификаторов. [c.583]

Достоинства этого метода заключаются в его простоте и возможности быстрого определения таких важных характеристик полимерных материалов, как температуры стеклования и текучести. Термомеханический метод позволяет выяснить способность полимера к структурированию, определить температуры начала образования поперечных связей и полного отверждения. По величина.м деформации полимера пря постоянной температуре через разные промежутки времени можно судить [c.197]

Следовательно, температура текучести аморфных полимеров, так же как и температура их стеклования, в значительной степени- зависит от режима деформации, т. е. от метода измерения. На разных приборах (т. е. при приложении напряжений разной величины) значения 7 для одного и того же полимера различны. Эти значения большей частью отличаются от температуры текучести, наблюдаемой при переработке полимеров под действием очень больших напряжений.. Отсюда следует, что необходимо приближать режимы испытания полимерных материалов к условиям их переработки. Однако это не исключает целесообразности определения температуры текучести, как некоторой условной величины, и при малых напряжениях. Такие измерения позволяют сравнивать температуры текучести различных полимеров, определенные в одинаковых условиях, и выяснять влияние на них различных добавок. [c.215]

Указать три состояния линейных полимеров. Дать определение понятия температур стеклования и текучести. [c.363]

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]

Переход полимера из одного физического состояния в другое происходит в определенных интервалах температур. Средние температуры этих интервалов носят название температуры стеклования (Тс) и температуры текучести (Гт). Эти температуры не характеризуют фазовых переходов полимера, так как структура, свойственная аморфному полимеру, сохраняется во всех физических состояниях. Переход из одного состояния в другое совершается постепенно и не сопровождается скачкообразным изменением физико-механических и,других свойств полимера (рис. 1). [c.15]

Одним из замечательных свойств полимеров является их способность развивать большие деформации под действием нагрузок. Это свойство широко используется при производстве химических волокон и полимерных пленок. Способность к большим деформациям связана с особенностями структуры полимеров. Полная деформация полимеров складывается из трех составляющих упругой, высокоэластической и пластической деформаций. Доля каждой из них зависит от температуры, определенной для данного полимера. Ниже температуры стеклования полимера деформации его становятся преимущественно упругими, так как молекулы утрачивают подвижность, становятся более жесткими. С повышением температуры подвижность макромолекул увеличивается вследствие тепловых колебаний кинетических элементов цепи. Деформация при этом носит обратимый высокоэластический характер вплоть до температуры текучести, при которой перемещение макромолекул относительно друг друга становится необратимым, что характерно для пластической деформации. [c.41]

В области сравнительно низких температур, когда полимер находится в твердом состоянии, деформация его невелика и очень мало возрастает с повышением температуры. Но в определенной области температур (в этой области находится температура стеклования) деформация резко увеличивается, и если нагрузка невелика, то остается примерно постоянной. На графике (см. рис. 1.5) это выражается линией, параллельной оси температур. Плато, получившее название площадки высокоэластичности, соответствует сумме упругой и высокоэластической частей деформации. Оба эти вида деформации являются обратимыми. При дальнейшем нагревании наблюдается резкий загиб кривой, вызванный появлением пластической деформации наступает течение полимерного материала. Температура, при которой наступает быстрое развитие этой необратимой деформации, равна температуре текучести. [c.17]

В отличие от температуры стеклования, которая с некоторого определенного значения молекулярного веса не зависит от его дальнейшего увеличения, температура текучести постоянно повышается по мере роста степени полимеризации или поликонденсации. Это объясняется тем, что переход в вязкотекучее состояние связан с перемещением молекул полимера в целом поэтому чем больше длина молекулы (степень полимеризации), тем больше ее суммарное взаимодействие с соседними молекулами и тем большую энергию надо затратить на ее перемещение. [c.24]

Путем снятия термомеханических кривых и определения по ним температуры стеклования и температуры текучести, т. е. путем получения кривых перехода полимера из стеклообразного состояния в высокоэластическое и вязкотекучее с изменением температуры (по. [c.18]

Процесс формования изделий из пластмасс осуществляется, когда полимеры находятся преимущественно в вязкотекучем состоянии и лишь в некоторых случаях (пневмовакуумное формование) — в высокоэластическом. При охлаждении изделий полимер переходит в твердое агрегатное состояние в результате стеклования или кристаллизации. Переход из одного физического состояния в другое, а также процессы плавления и кристаллизации происходят при определенных значениях температур, знание и использование которых необходимо при выборе режимов переработки полимеров. Так, в зависимости от температуры стеклования и плавления (текучести) изменяются время охлаждения изделия, температура формы и рабочих узлов экструзионных агрегатов или литьевых машин. Большое практическое значение имеют такие характеристики, как скорость кристаллизации, теплота плавления, а также изменение размеров и конфигурации структурных образований кристаллизующихся полимеров в зависимости от условий формования и охлаждения изделий. Все перечисленные характеристики достаточно подробно описаны в учебных пособиях по физикохимии полимеров, в данной главе рассмотрены вопросы практического использования их для теоретического обоснования процессов переработки с учетом особенностей строения отдельных групп полимеров. [c.5]

Изучением действия пластификаторов на свойства полимеров занимались многие исследователи, Однако результаты этих работ <гасто трудно и пOv ьзoвaть, так как выводы о действии пластификаторов делались на основании датшх примитивных исследований (например, измерялось число перегибов пленки до ее разрушения). Строгие научные выводы стали возможны лишь после разработки методов определения температур стеклования и текучести. [c.435]

При определении термомеханических свойств полибензоксазо-лов в условиях действия малых механических напряжений оказывается, что температуры стеклования многих из них близки к температурам разложения. Для определения температуры стеклования удобно строить термомеханические кривые при действии сравнительно больших напряжений. В этом случае Тд существенно снижается, но вследствие высоких значений модуля высокоэластичности плато на термомеханической кривой все равно образуется (рис. П1.22), и при этом легко определить как температуру стеклования, так и температуру текучести Г/. Для определения истинных значений этих температур (при о=0) следует построить зависимости Тд и Tf от напряжения. Экстраполяция этих зависимостей (рис. П1.23) к о=0 дает искомые значения Те и Г/. С увеличением жесткости цепи, т. е. при переходе от поли-бензоксазолов, содержащих два шарнирных атома (ПБ-ТФДО, ПБ-ТФДСд), к полимеру, содержащему один такой атом (ПБ-ДФО) или не содержащему шарнирных атомов (ПБ-И), участок высокоэластичности на термомеханических кривых смещается в сторону более высоких температур, а температурный интервал высокоэластичности Tf—Тд) заметно уменьшается. Таким путем можно определять температуры стеклования и текучести, лежащие выше температуры разложения этих полимеров. [c.169]

Еще один способ определения температуры стеклования Гс, а также температуры 1Хру пкости Гхр, пластичиости Гд и текучести Гт, предложенный Бартеневым [56], связанный с экспериментальным исследованием деформационных и прочностных свойств полимера в широкой температурной области, был в общих чертах описан в 2 настоящей главы. К сожалению, реализация этого метода связана с очень большим объемом испытаний. [c.55]

Температура текучести полимера, так же к акт и температура стеклования, зависит от режима деформации. Поэтому сравнивать температуры текучести полимеров разного строения можно только в том случае, ес.ти они определеггьг при одних и тех же условиях (одинаковые ка[тряженн5т, скорости нагрева и др ). При этолг наблюдается определенная зависимость температуры текучести от молекулярного веса полимера, его полимолекулярпости и полярности. [c.198]

Пластификацией называется процесс введения в полимер ннзкомолекуляр-110Й жидкости. Как и все методы, связанные с введением в полимер тех плп иных веществ, пластификация имеет целью изменение свойств полимера в определенном иаправлепии. Пластификация применяется для расщирения области высокоэластического состояния (илп создания его у жесткоценных полимеров) снижением температуры стеклования полимера Тс и для улучшения технологических свойств полимера снижением его температуры текучести Тг. [c.262]

Релаксационный характер процессов деформации полимеров приводит к тому, что границы между релаксационными (физическими) состояниями определяются не только температурой, но и прилагаемой нагрузкой (значением, скоростью и длительностью приложения). Поэтому релаксационные состояния называют также деформационными состояниями. В зависимости от характера нагрузки один и тот же полимер при данной температуре может вести себя как упругое, высокоэластическое или пластическое (текучее) тело. При действии быстрых сил -ударной нафузки - главным образом проявляется упругость, а в случае медленных сил - текучесть. Полимер, яааяющийся при данной температуре высокоэластическим, при большой скорости приложения кратковременных нафузок ведет себя как упругое тело (явление механического стеклования), а при длительно действующей силе обнаруживает текучесть. Жидкий полимер может в определенных условиях проявить высо-коэластичность и даже упругость. [c.156]

Установив экспериментальную зависимость между разностью температур текучести и стеклования линейного полимера и его степенью полимеризации, а также проверив применимость теоретически выведенной формулы, мы считаем возможным сделать вывод, что молекулярный вес полиизобутнлена может быть определен из механических измерений без растворения полимера. Вероятно, этот метод определения молекулярного веса годен и д.ля других линейных полимеров. [c.254]

Полимер, находящийся в высокоэластическом состоянии, характеризуется достаточно большой подвижностью звеньев, что обусловливает конформационные превращения его цепей. При быстром охлаждении полимера вследствие резкого возрастания времени релаксации звеньев изменение конформации цепей и кристаллизация полимера затрудняются. В некоторой температурной области полимер отвердевает без образования кристаллической решетки — застекловывается. Стекловаться могут кристаллизующиеся и некристаллизующиеся полимеры, которые при охлаждении из высокоэластического состояния переходят в стеклообразное, а при нагревании — в вязкотекучее (см. стр. 107). Эти переходы характеризуются температурами стеклования и текучести. Ниже рассматриваются механизм процесса стеклования и методы определения этих температур. [c.157]

Получение полимерных -материалов с определенным комплексом свойств связано не только с синтезом полимеров различного химического строения и их химической модификацией, но и с созданием структур, обеспечивающих эти свойства. Одним из важных методов структурной модификации полимеров является пластификация— практический прием введения в полимеры различных жидкостей или твердых тел (пластифика.торов ), улучшающих эластичность и морозостойкость материала, а также облегчающих их переработку. Физико-химическая сущность пластификации состоит в изменении вязкости системы, увеличении гибкости молекул и подвижности надмолекулярных структур, что и приводит к повышению температур стеклования и текучести, а также к изменению всех свойств материалов — прочности, диэлектрических потерь, хрупкости и т. д. [c.451]

В случае же полимеров, свойства которых соответствуют изображенным на рис. 38, принципиально можно путем введения различных пластификаторов понижать любую из температур стеклования и этим создавать протяженные области различных сложных студнеобразных состояний, осуществляемых при помощи различных взаимодействующих групп. Легко понять, что такие студни могут обладать несколькими температурами плавления, при каждой из которых распадается группа связей определенного типа. Поэтому такой студень, становясь после каждого плавления еще более рыхлым и полвижным студнем, в конце концов, плавится окончательно и превращается в текучую жидкость. Этот последний переход соответствует в разбираемом случае достижению температуры текучести непластифицированного полимера. [c.171]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология