Теплопроводность полимеров кристаллических и аморфны

Данные о теплопроводности полиэтилена различной плотности приведены на рис. 10. У полиэтилена высокой плотности теплопроводность во всем температурном интервале монотонно падает. У полиэтилена низкой плотности сначала наблюдается небольшой подъем и лишь затем начинается монотонное понижение. Для интерпретации найденных закономерностей изменения теплопроводности полимеров этой группы была использована двухфазная модель, согласно которой кристаллический полимер рассматривается как гомогенная смесь кристаллических и аморфных участков При расчете теплопроводности смеси использовалось соотношение, предложенное Максвеллом для расчета электропроводности смеси, в которой шарообразные частицы равномерно расположены в гомогенной сплошной среде. Позже Эйкен показал, что этой формулой удовлетворительно описывается теплопроводность смесей, состояш,их пз частиц несферической формы 1 . Теоретическое соотношение имеет вид [c.195]

Температурная зависимость теплопроводности полимеров типа полиэтилентерефталата, полипропилена и других во многом напоминает изменение теплопроводности аморфных полимеров и имеет вид, аналогичный представленному на рис. 9. При анализе закономерностей теплопроводности полимеров этой группы также используется двухфазная модель и те же методы определения теплопроводности кристаллической и аморфной фаз, что и для полимеров первой группы. Теплопроводность кристаллической фазы данных полимеров не подчиняется гиперболическому закону, а изменяется подобно теплопроводности аморфных полимеров. Это дало основание применить для интерпретации полученных данных несколько измененные модельные представления о теплопроводности аморфных полимеров Количественное различие в теплопроводности аморфной и кристаллической фаз рассматривается как следствие различий их плотностей. Упаковка макромолекул в кристалле плотней, чем в аморфном веществе, поэтому силовые константы связей в кристаллическом состоянии больше и, следовательно, термическое сопротивление меньше. На основании этих представлений теплопроводность полимеров связывают с их плотностью. [c.196]

Природа и структура полимера оказывают небольшое влияние на теплопроводность ненаполненных полиамидов. Влияние температуры на теплопроводность также невелико. Например, теплопроводность ПА 6 уменьшается всего на 16% при возрастании температуры с 20 до 100 °С [53]. Как и следовало ожидать, кристаллические и ориентированные области полиамидов имеют более низкую теплопроводность по сравнению с аморфным полимером того же состава. Значения коэффициентов теплопроводности наиболее распространенных линейных полиамидов приведены ниже [54] [c.154]

Рис. 39. Температурная зависимость коэффициента теплопроводности аморфных и кристаллических полимеров при низких температурах

Теплопроводность (К) кристаллического иолимера выше, чем аналогичного аморфного образца, однако температурная зависимость теплопроводности у них одна и та же. Теплопроводность повышается с ростом, молекулярного веса полимера, при сшивании полимера, выше в направлении ориентации, ниже в направлении, перпендикулярном ориентации. [c.200]

Степень кристалличности X является одним из параметров, существенно влияющих на теплопроводность полимеров и характер ее изменения. Обычно теплопроводность частично кристаллического полимера рассматривают как некоторую комбинацию теплопроводностей полностью аморфного и кристаллического образцов одного и того же полимера. Полагают, что коэффициент теплопроводности частично кристаллического полимера может быть представлен в виде [c.157]

Исследований теплопроводности полимеров при структурных превращениях проведено немного и поэтому в настоящее время классифицировать аномалии теплопроводности в зависимости от типа превращения преждевременно. Как указывалось выше, в области стеклования у исследованных аморфных полимеров наблюдается характерный максимум теплопроводности, что, по-видимому, можно рассматривать как критерий стеклования. В тех немногочисленных случаях, когда исследовалась температурная зависимость в области температур, превышающих температуру плавления кристаллических полимеров, наблюдались различные типы аномалий теплопроводности 1 . Так, у полиэтилена в области плавле- [c.196]

Еш,е больших эффектов, связанных с анизотропией теплопроводности, следует ожидать для ориентированных кристаллических полимеров, в которых наряду с ориентацией участков макромолекул в аморфных областях происходит ориентация кристаллитов. Немногочисленные качественные [87—89] и количественные результаты [91] свидетельствуют о большой анизотропии теплопроводности ориентированных кристаллических полимеров. [c.83]

По виду температурной зависимости коэффициента теплопроводности кристаллические полимеры можно разделить на две группы. К первой группе относятся полиэтилен и полиформальдегид, у которых теплопроводность уменьшается при повышении температуры. У остальных кристаллических полимеров (полиэтилентерефталат, изотактический полипропилен, политрифторхлорэтилен, политетрафторэтилен и т. д.) теплопроводность возрастает с повышением температуры. Температурная зависимость коэффициента теплопроводности кристаллических полимеров второй группы аналогична зависимости к для аморфных полимеров. На значение коэффициента теплопроводности заметное влияние оказывает степень кристалличности полимера. Особенно существенно оно проявляется при низких температурах. [c.152]

С повышением температуры амплитуды колебаний атомов или частей молекул увеличиваются и достигают критической величины, определяемой расстоянием между соседними частицами, что приводит к плавлению полимерных кристаллов и исчезновению кристаллической фазы. При плавлении полимера резко увеличивается свободный объем и ослабевают связи между цепями, хотя подвижность макромолекул как целого остается незначительной из-за большого внутреннего трения. Уменьшение коэффициентов теплопроводности кристаллических полимеров может быть объяснено также увеличением рассеяния в них тепловых волн вследствие изменения параметров элементарной ячейки и ослаблением межмолекулярного взаимодействия, связанного с увеличением расстояния между цепями. Уменьшению X кристаллических полимеров с повышением температуры может способствовать и рассеяние структурных фононов на границах аморфных и кристаллических областей, на границах раздела кристаллов и на границах раздела сферолитов. Кроме того, с повышением температуры уменьшается длина свободного пробега фононов, что также может приводить к уменьшению X. [c.257]

Комбинация (ХХ.4), (XX.5) и (XX.7) позволяет рассчитать теплопроводность ориентированных аморфных полимеров в зависимости от степени вытяжки. Аналогичных соотношений для ориентированных кристаллических полимеров нет. [c.327]

Для разных полимеров зависимости их коэффициентов теплопроводности от давления различны, но во всех случаях влияние его значительно. Зависимость коэффициента теплопроводности от температуры при различных давлениях имеет одинаковый характер. Числовые значения X разных полимеров при повышении давления увеличиваются, но вид температурной зависимости остается практически неизменным. С повышением давления максимумы на кривых X=f(7 ) для аморфных и частично-кристаллических полимеров сдвигаются в сторону высоких температур. Это связано с [c.259]

Передача тепловой энергии полимером происходит за счет тепловых колебаний кинетических фрагментов макромолекул. Поэтому теплопроводность аморфных и кристаллических термопластов и сетчатых полимеров неодинакова, а в зависимости от температуры изменяется по-разному. [c.138]

Теплопроводность кристаллических и аморфных полимеров [c.157]

К, в случае аморфных полимеров достигнуто большее понимание механизма теплопроводности, чем в случае кристаллических полимеров. [c.162]

Чем выше степень кристалличности полимера, тем выше его теплопроводность, плотность и ниже растворимость. Аморфные полимеры хорошо растворяются в органических растворителях и плотность их ниже, чем кристаллических теплопроводность их повышается при возрастании температуры, тогда как теплопроводность кристаллических полимеров снижается [10]. [c.143]

В данной главе показано, что с помощью аддитивных величин можно рассчитать теплопроводность аморфных полимеров и полимерных расплавов. Здесь аддитивными величинами являются функция Рар, мольная теплоемкость и мольный объем. Кроме того, эмпирические правила позволяют рассчитывать теплопроводность кристаллических и полукристаллических полимеров. [c.233]

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]

Наполнители представляют собой белые или слабо окрашенные природные, реже синтетические (осажденные), неорганические порошкообразные вещества кристаллического иногда аморфного строения со сравнительно низким показателем преломления (1,4—1,75). Он мало отличается от показателя преломления масел и смол, поэтому наполнители не обладают укрывистостью в среде неводных пленкообразующих. В водных красках некоторые наполнители после улетучивания воды имеют достаточную укрывистость и могут играть роль пигментов. Наполнители значительно дешевле большинства пигментов и часто добавляются в лакокрасочные материалы для снижения их стоимости. Однако наряду с этим можно путем тщательного подбора соответствующих пигментов и наполнителей значительно улучшить такие характеристики красок, как вязкость, розлив, уменьшить оседание пигментов, повысить механическую прочность и атмосферостойкость лакокрасочных покрытий. В красках с высокой объемной концентрацией пигмента можно сохранить достаточную укрывистость, заменив часть пигментов наполнителями, и тем самым значительно снизить стоимость красок. Наполнители являются активной составной частью сложных лакокрасочных систем и оказывают существенное влияние не только на физико-химические и технические свойства красок и покрытий (твердость, прочность, теплопроводность, теплостойкость, стойкость к действию агрессивных сред диэлектрические, фрикционные и другие свойства), на и на распределение пигмента в пленкообразующем и структурообразование лакокрасочных Систем. Механизм взаимодействия пленкообразующего с наполнителем определяется химической природой этих материалов и характером поверхности наполнителя. Наибольший эффект достигается при возникновении между наполнителем и пленкообразующим химических связей или значительных адгезионных сил. Наполнители, способные к такому взаимодействию с полимерами, называют активными, а не взаимодействующие с полимерами — инертными. [c.404]

При изготовлении толстостенных деталей или деталей сложной конфигурации трудно получить однородную кристаллическую структуру. Вследствие низкой теплопроводности полиамидов и небольшого интервала температур перехода полимера из расплава в твердое состояние верхний затвердевший слой является как бы изоляцией для внутренних слоев материала и по толщине изделия наряду с аморфными областями образуются сферолиты различной величины. В результате этого возникают внутренние напряжения, приводящие к растрескиванию зделий. [c.281]

Для кристаллических полимеров, как и для аморфных, до сих пор проведено очень мало измерений теплопроводности при этих температурах. Характерные данные для полиэтиленов различной плотности приведены на рис. 11.10. Анализ результатов по определению низкотемпературной теплопроводности кристаллических полимеров показывает, что температурная зависимость Я в этой области хорошо передается следующим выражением [24, 69, 70, 80] [c.73]

С. Теплопроводность. Для аморфных полимеров характерен размытый максимум вблизи Tg (рис. 1). Для кристаллических полимеров теплопроводность существенно выше в стеклообразном состоянии, чем в высокоэластическом. Однако с нагревом значение X уме 1ьшается в соответствии с авнснмостью [33] [c.185]

Установлено, что коэффициенты теплопроводности аморфных полимеров (рис. 10.1, 10,2) с повышением температуры до области стеклования увеличиваются, а у частичио-кристалличе-скнх полимеров (рис. 10.3, 10,4) уменьшаются вплоть до температуры плавления. Следовательно, характер температурной зависимости X качественно согласуется с зависимостью для низкомолекулярного неметаллического образца, где теплопроводность рассматривается как результат колебательных движений молекул. В диэлектриках механизм теплопроводности — это колебания атомов около положения равновесия в решетке, иначе говоря, тепловое движение в них связано с распространением плоских упругих волн, длпны которых зависят от степени теплоизоляции и температуры. Эти упругие волны, распространяясь от горячей части полимера к холодной, переносят определенную порцию энергии и этим выравнивают температуру образца, что для кристаллических и аморфных полимеров происходит по-разному. Для первых [c.255]

В широком интервале температур у некристаллических (рис. 10.5) и кристаллических (10.6) полимеров отчетливо видна зависимость л от давления. Коэффициенты теплопроводности как аморфных, так и частично-кристаллических полимеров при фиксированных температурах с повышением давления увеличиваются (рис. 10.7) и эта зависимость в ограниченном интервале давлений носит линейный характер. Это объясняется тем, что с повышением давления происходит уменьшение свободного объема в полимере н возрастают межмолекулярные взаимодействия, что, в свою очередь, приводит к росту коэффициента теплопроводностй. [c.258]

Аморфные полимеры ииже температуры стеклования находятся в твердом стеклообразном состоя1П1И. Для описания температурной зависимости теплопроводности стекол также используются положения фононной теории. Теплопроводность стекол растет с Т немонотонно (см. рис. 5 49) и в области низких температур существенно ниже теплопроводрюсти кристаллических полимеров. Это обусловлено большим рассеянием фоионов из-за Отсутствия дальнего порядка в аморфных полимерах, т, е. явлением релаксации Кроме того, отсутствие дальнего порядка приводит к неоднородности распространения фононов т е. к появлению определенных флуктуаций, что также повышает рассеи- [c.358]

Для аморфно-кристаллических полимеров теплопроводность зависит от степенн кристалличности Если допустить, что кристаллиты распределены в аморфной матрице статистически и имеют фор.му, близкую к сферической, то для определения теп-лопрово иости может быть использована формула Л аксвслла. [c.361]

Температурные зависимости коэффициента теплопроводности аморфных и кристаллических полимеров при низких температурах принципиально различны. Температурная зависимость х кристаллических полимеров похо- [c.152]

Используя формулы (4.101) или (4.102), выделяют теплопроводность аморфной и полностью кристаллической частей полимера. К такого рода расчетам следует относиться с большой осторожностью, так как параметры У.К и Ха сильно изменяются при изменении температуры в широком интервале. При этом значительно изменяются и плотности аморфного ра и кристаллического Рк образцов. Между тем в формулы (4.101) и (4.102), как правило, подставляют значения стеиени кристалличности X, рассчитанные из измерений рк и ра при комнатной температуре. Вопрос о применении формулы (4.102) вообще представляется весьма проблематичным, так как она справедлива лишь в том случае, если кристалличе ские области равномерно распределены в виде вклю чений в аморфной матрице. В отношении высококри сталлических полимеров, какими могут быть, например полиэтилен и политетрафторэтилен, можно говорить ско рее о неупорядоченных областях, распределенных в де фектных кристаллах, и формула (4.102) теряет смысл Кроме того, формула (4.102) даже качественно не со гласуется с эксиернментальными данными ири низких температурах. Более оправдано использование формулы (4.101). [c.158]

Ориентация и вытяжка. Каргиным, Слонимским и Липатовым сравнительно давно было замечено, что ориентированные кристаллические полимеры обладают анизотропией теплопроводности, в то время как у многих аморфных ориентированных полимеров анизо-троиия теплопроводности отсутствует Позднее это явление было исследовано как количественно 157-159 к и каче- [c.198]

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]

Как уже говорилось выше, тепловые характеристики больше используются в расчетах процессов переработки аморфных полимеров, чем кристаллических. Так, Балман и Щуцман применили теорию теплопроводности в нестационарном режиме для теоретического определения продолжительности отверждения полистирола. На продолжительность охлаждения аморфных полимеров влияют следующие факторы [c.350]

Акустические измерения могут быть использованы и для расчета других теплофизических характеристик полимеров, особенно при низких температурах. Так, определив константу Грюнайзена и %, можно рассчитать теплопроводность кристаллического полимера. Коэффициент теплопроводности аморфных полимеров вблизи температуры жидкого гелия в первом приближении может быть представлен в виде [c.267]

Г. Л. Слонимским и сотрудниками был проведен также ряд исследований анизотропии физических свойств полимеров. Обнаружено [228], что анизотропия теплопроводности наблюдается только в 1 ристалли-ческих ориентированных полиме(рах и не обнаруживается в аморфных ориентированных полимерах. В более поздних наследованиях [229] было показано, что это наблюдение, в общем верное, должно быть дополнено учетом наличия надмолекулярных структур в аморфных полимерах и различия форм надмолекулярных структур в кристаллических полимерах. [c.341]

Лакокрас очные покрытия представляют собой достаточно теплоизолирующие материалы. Теплопрово д н о с т ь большинства покрытий в 100—400 раз меньше теплопроводности стали и почти в 1000 раз меньше теплопроводности меди. Это обусловливает плохую теплопередачу от окрашенных нагретых изделий и затрудняет их быстрый нагрев. Характерно, что тепло- и температуропроводность покрытий на основе кристаллических полимеров выше, чем покрытий, изготовленных из аморфных полич меров [c.146]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология