ДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ

При исследовании кинетики реакций разложения широко используется термогравиметрический метод анализа (ТГА) как в изотермическом, так и в динамическом режимах [164-168]. Безусловно, что определение кинетических параметров реакций разложения полимеров в изотермических условиях дает более точные и корректные результаты, однако этот метод является трудоемким, требует значительного времени и большого числа образцов. В связи с этим в последние 15-20 лет для исследований полимеров, а также композиционных полимерных материалов [169, 170] начали широко применять динамическую термогравиметрию. Этот метод, несмотря на ряд его существенных недостатков (неравновесность условий, трудность контроля температуры, скорости нагрева, чувствительность к наличию низкомолекулярных примесей и к термической предыстории образца, перекрывание отдельных стадий процесса [164] и т. п.), позволяет не только получить количественные характеристики процесса разложения (температура начала и окончания процесса, степень разложения как функция температуры и др.), но и описать этот процес с достаточной точностью в виде кинетических уравнений, параметры которых находят на основании экспериментальных данных. [c.120]

ДИНАМИЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОГО ИССЛЕДОВАНИЯ ПОЛИМЕРОВ [c.221]

Суц ественным для читателя является то, что в книге приводится способ вычисления спектров релаксации и механических потерь на основе экспериментально определенных вязкоупругих функций. Несомненный интерес представляют приведенные в книге конкретные пр1 меры практ ческого применения различных динамических методов к исследованию вязкоупругих свойств полимеров. Автором проведена большая и очень ва.Ж ая работа по сбору в ед ое целое многочисленных сведений, необходимых для исследователей, работающих в области механик полимеров. [c.6]

Реакция полимера на механическое воздействие зависит от температуры, продолжительности воздействия, молекулярного строения, морфологии и состава. В этом разделе рассмотрены различные факторы, в том числе молекулярная (и сегментальная) подвижность, определяющие те состояния, в которых могут существовать полимеры. Коротко обсуждены исследования вязкоупругих свойств при малых деформациях методами динамической механической спектроскопии, релаксации напряжения и испытаний на ползучесть. Для сопоставления большого числа экспериментальных данных и предсказания свойств полимеров при различных временах механического воздействия и температурах используется принцип температурно-временной суперпозиции. Более подробное изложение затронутых вопросов можно найти в оригинальных работах, в которых, кроме того, описаны и другие методы исследования полимеров, например, дилатометрия, ЯМР, метод диэлектрической релаксации. [c.32]

Настоящая книга посвящена применению ЯМР к исследованию полимеров. Прежде всего следует подчеркнуть, что весьма важной особенностью полимеров является сложный характер процессов спин-решеточной релаксации. Изучение диэлектрических, динамических и других свойств полимеров показывает, что спектр частот молекулярных движений в них может быть очень широким. Во многих случаях молекулярные движения имеют кооперативный характер. Поэтому простейшая теория спин-решеточной релаксации, применимая к низко-молекулярным веществам, может прилагаться к полимерам лишь с оговорками и иногда не дает даже качественного согласия с опытом. Несмотря на сказанное, все упомянутые экспериментальные методы более или менее успешно применяются при изучении полимеров. Однако интерпретация полученных данных, как правило, нелегка. Иногда из одних и тех же экспериментальных результатов делаются разные выводы. [c.13]

Детальное исследование микроструктуры полимерных цепей с помощью аппаратуры высокого разрешения. Метод ЯМР позволяет определить порядок присоединения мономерных единиц в цепи, характер и степень стереорегулярности полимера. Для изучения упаковки макромолекул сравнивают теоретические и экспериментальные значения второго момента спектральной линии. По соотношению узкой и широкой компонент линии поглощения можно определить динамическую степень кристалличности полимеров. Величина второго момента в ориентированных полимерах дает возможность судить об ориентации молекулярных цепей. Особо следует отметить, что ЯМР позволяет определить положение водородных атомов [5]. [c.264]

Общие закономерности вязкоупругого поведения наполненных полимеров в зависимости от их химической природы и гибкости цепи проявляются при изучении его температурно-частотной зависимости. Вязкоупругие свойства обычно исследуются методом приведенных переменных [198] с использованием метода преобразования температурных и частотных шкал. При этом экспериментально получаемые величины, в частности динамический модуль, совмещаются в одну обобщенную кривую, охватывающую очень широкий диапазон частот и температур (метод ВЛФ). В ряде проведенных к настоящему времени исследований была показана применимость уравнения Вильямса — Лэндела — Ферри к наполненным системам, преимущественно к эластомерам [234— 242]. Температурная зависимость времен релаксации и запаздывания различных наполненных вулканизатов также может быть описана с помощью уравнения ВЛФ [c.136]

Изучение строения и молекулярного веса типичных полимеров показало, что макромолекула их представляет собой длинную цепь, состоящую из сотен и тысяч мономерных звеньев. Казалось бы, что такие макромолекулы должны обладать исключительно большой асимметрией, а длина их должна превышать поперечные размеры в сотни и тысячи раз. Вместе с тем экспериментальное исследование полимерной молекулы рядом таких независимых методов, как измерение дипольных моментов, изучение диффузии и динамического двойного лучепреломления, рентгено- и электронографические методы и т. д., показало, что отношение длины к поперечным размерам макромолекулы составляет величину порядка десяти, т. е. во много раз меньше, чем следовало ожидать на основании представления о растянутых цепях. Такая степень асимметрии гораздо лучше согласовывается с фэрмой несколько вытянутого эллипсоида, что возможно только в том случае, если макромолекула гибкая и способна сворачиваться в клубок. [c.269]

Экспериментальными методами широко исследованы механические, реологические, тепловые, электрические и другие свойства многих полимерных систем [1—И]. С помощью методов статистической физики решен ряд вопросов о равновесных свойствах полимерных цепей [12, 13]. Многие из экспериментально наблюдаемых закономерностей были достаточно хорошо описаны и частично объяснены теорией с использованием феноменологических и полу-феноменологических моделей и методов (модельная теория вязкоупругих свойств, кинетическая теория высокоэластичности, теория строения сеток, теория релаксационных явлений [1, 4, 15, 16—26] и др.). Ряд задач о неравновесных свойствах полимеров решен методами микротеории 27—36]. Эти исследования с использованием кинетических уравнений на основе упрощенных динамических моделей полимерных цепей касались, как правило, тех физических свойств полимеров, которые обусловлены свойствами макромолекулы и мало зависят от взаимодействия макромолекул между собой. Учет взаимодействия макромолекул путем введения макроскопических параметров упрош,ает рассмотрение, но снижает ценность теории. Поэтому в физике полимеров важно расширение арсенала и сферы приложения экспериментальных методов и построение последовательной и достаточно полной микротеории структуры и физических свойств основных классов полимерных систем. Одним из направлений построения такой теории является исследование физических процессов в полимерах методами кинетических уравнений и теории флюктуаций. [c.351]

Исследование бриллюэновского рассеяния состоит в измерении скорости распространения и поглощения гиперзвуковых тепловых акустических фононов с использованием методов светорассеяния. Этот метод в настоящее время широко применяется в науке о полимерах для решения разнообразных задач. В настоящей главе описывается теория и экспериментальная техника, используемые при измерении бриллюэновского рассеяния. Приведены многочисленные примеры, иллюстрирующие возможности метода. К ним относятся определения адиабатической и изотермической сжимаецости, объемной -и сдвиговой вязкости, а также показателя адиабаты для маловязкой жидкости. При уменьшении вязкости наблюдается релаксационный переход из стеклообразного в высокоэластическое состояние в области гиперзвуковых частот, причем полученные данным методом результаты хорошо коррелируют с данными динамических механических и диэлектрических измерений. Вблизи области стеклования можно измерить высокочастотные предельные значения модуля сжатия и сдвига, а также коэффициента Пуассона. Определение поглощения фононов позволяет оценить гомогенность образца. [c.148]

Обратившись к экспериментальным методам, рассмотрим сначала механические и диэлектрические свойства. Начало проявления молекулярной подвижности характеризуется появлением пика механических потерь, что можно объяснить началом вращения вокруг связей главной цепи. Если пик механических потерь обнаружен и идентифицирован, то положение его позволяет определять температуру перехода. Конечно, эта температура будет лежать несколько выше температуры перехода, измеряемой дилатометрически, причем разница зависит от частоты поля. Эта разница не вносит никаких осложнений, так как все образцы можно сравнивать при одних и тех же условиях опыта. В работах [44—50] были проведены исследования с целым рядом полимеров. Для того чтобы проиллюстрировать, какая при этом может быть получена информация, рассмотрим результаты динамических механических испытаний по данным Уолла, Сауэра и Вудворда. Они исследовали изотактические и атактические полистирол [49] и полипропилен [50] в интервале температур от 80° К до температуры плавления. Результаты для полистирола представлены на рис. 2. Из данных, приведенных на рисунке, видно, что пик потерь для изотактического изомера, как и следует ожидать, сдвинут в сторону более высоких температур вследствие эффектов, обусловленных кристалличностью. [c.18]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология