Тепловые характеристики полимеро

Тепловые характеристики полимеров в отличие от тепловых характеристик низкомолекулярных веществ изучены мало. [c.126]

Удельная теплоемкость является одной из важнейших тепловых характеристик полимеров. Существующие теории - теплоемкости цепных структур позволяют рассчитать температурную зависимость удельной теплоемкости, если известна характеристическая дебаевская температура бд. Дебаевская температура [c.263]

Константа Грюнайзена у характеризует ангармонизм колебаний атомов , который является причиной теплового расширения, и непосредственно связана с потенциалом межмолекулярного взаимодействия. Константа Грюнайзена связана с важнейшими тепловыми характеристиками полимеров простым соотношением [c.266]

Поскольку переход в стеклообразное состояние связан с фундаментальным изменением характера теплового движения в полимере, то этот переход носит качественный характер, а его температура Тс, называемая температурой стеклования, является важнейшей физической характеристикой полимера. Напротив, общность молекулярного механизма теплового движения в высокоэластическом и вязкотекучем состояниях делает границу между ними чрезвычайно условной Гт оказывается столь чувствительной к молекулярной массе, ММР полимера, а также к условиям деформирования, что не всегда может быть зарегистрирована как особая температура. Следовательно, при температурах, больших Тс, свойства полимера должны рассматриваться в рамках единых представлений о полимере как о своеобразной вязкоупругой жидкости. [c.40]

Перед формованием полимер должен быть расплавлен или нагрет до размягчения. Эта стадия занимает, как правило, больше всего времени, следовательно, именно она определяет производительность всего процесса переработки. Величины достижимых скоростей нагрева существенно ограничиваются термическими характеристиками полимеров. При этом определяющую роль играют низкая теплопроводность и склонность к термодеструкции. Первая лимитирует величину теплового потока и скорости нагрева, а вторая жестко ограничивает повышение температуры и время пребывания полимера в нагретом состоянии. Дальнейшие затруднения вызываются высокой вязкостью полимерного расплава. Все эти факторы подчеркивают необходимость поиска оптимальных конструктивных решений, обеспечивающих максимально возможные скорости плавления. [c.33]

Среди физических факторов, способных инициировать хими ческие реакции в полимерах, тепловое воздействие занимает важное место, так как является причиной одной из важнейших характеристик полимеров - их термостабильности. Последняя определяет верхнюю температурную границу пределов эксплуатации изделий из полимеров. Кроме того, распад молекулярной структуры полимеров при тепловых воздействиях на них является одной из причин старения полимеров, которая приводит к снижению механических свойств и невозможности эксплуатировать дальше то или иное полимерное изделие в конкретных условиях его работы. Не менее важным обстоятельством является и выделение различных низкомолекулярных продуктов при термическом распаде полимеров, многие из которых являются токсичными. Это тоже приводит к снижению сроков службы полимерных изделий, [c.230]

Исключенный объем и др. макромолекулярные характеристики полимера м. б. учтены в теории, если рассматривать раздельно энтропийную 1 )1 и тепловую составляющие параметра взаимодействия Х1 и в ур-нии (10) выразить величину ( / —X) через (г )1—к ). Физич. смысл и кх онределяется ф-лами [c.143]

Исключенный объем и др. макромолекулярные характеристики полимера м. б. учтены в теории, если рассматривать раздельно энтропийную г) и тепловую составляющие параметра взаимодействия Х1 и ур-нии [c.143]

Гибкость цепи — одна из важнейших характеристик полимера, определяющих его основные макроскопические свойства. Гибкость цепи — это способность ее изменять форму под влиянием теплового движения звеньев или внешнего поля, в которое полимер помещен. Это свойство макромолекул связано с внутренним вращением отдельных частей молекулы относительно друг друга, которое мы рассмотрим вначале на примере простых органических соединений. [c.54]

Необходимо отметить, что низкотемпературная релаксация стеклообразных полимеров сопровождается столь сильными тепловыми флуктуациями, что происходит разрыв неудобно упакованных макромолекул. В результате этого как для пространственно-сшитых [34], так и для линейных полимеров [35] наблюдается заметное уменьшение густоты пространственной сетки и снижение температуры стеклования. Естественно, что переупаковка такого рода может происходить только в том случае, если существует некоторая сегментальная подвижность полимера непосредственно в пределах его стеклообразного состояния. Возможным объяснением наблюдаемых явлений является упорядочение, происходящее в аморфных полимерах. Типичным примером, иллюстрирующим высказанные положения, являются результаты исследования влияния низкотемпературного отл<ига на структуру и свойства аморфного поликарбоната [36], в процессе которого наблюдались изменения всех перечисленных выше характеристик полимера. [c.9]

Термографическому исследованию пиролиза полиакрилонитрила и поливинилового спирта посвящено сравнительно небольшое число работ, в которых дается лишь качественная характеристика тепловых эффектов полимеров [1—3]. [c.207]

В области теплофизики за последнее время также развернулся очень широкий фронт работ в разных научных центрах Советского Союза. В Москве, Ленинграде, Казани и других научных центрах изучаются отдельные теплофизические характеристики разных полимеров, а в отдельных случаях более глубоко — конкретные полимеры, поскольку для ряда практических задач необходимы знания их тепловых характеристик. В других случаях исследуются систематические ряды полимерных веществ с целью установления зависимостей тепловых свойств полимеров от их строения. [c.133]

Мощность, фактически потребляемая червяком. В предыдущем параграфе было показано, что для шприцевания полиэтилена при 200° и производительности 45 кг/час расходуется 8,1 кет. Однако нельзя быть уверенным в том, что червяк, воздействуя на гранулы и расплав, преобразует в тепловую энергию точно 8,1 кет. Количество энергии, которое будет сообщено червяком полимеру в виде механической работы, существенно зависит от физико-механических и тепловых характеристик гранулированного полимера и его расплава. [c.268]

В полимерных веществах молекула настолько велика, что целиком перемещаться не может. Ее перемещение очень похоже на перемещение гусеницы или дождевого червя их длинные тела перемещаются участками. Части большой молекулы, способные перемещаться в результате теплового движения или приложения внешней силы, называются сегментами и представляют собой кинетические единицы, соответствующие единичным молекулам простых жидкостей. Параметр 01 является мерой сил межмолекулярного взаимодействия, поскольку время оседлого пребывания кинетической единицы является средним временем, по истечении которого преодолевается энергетический барьер. Это — индивидуальная характеристика полимера. [c.56]

В результате увеличения содержания ароматических или гетероциклических фрагментов в модифицируемых полимерах повышаются термостабильность и огнестойкость материалов. Например, при введении в цепь фосфорсодержащих полиамидов имидных циклов улучшаются тепловые характеристики полиамида [142, с, 350 М3], [c.115]

Для выбора наилучших методов переработки необходимо знать тепловые характеристики перерабатываемых полимерных материалов коэффициент теплового расширения, теплоемкость, теплопроводность. Коэффициенты линейного и объемного расширения пластиков значительно выше, чем металлов, поэтому при изменении размеров нарушается адгезия между полимером и стеклом и в особенности между полимером и металлом. При комбинации полимеров с металлами из-за различия их коэффициентов объемного расширения могут образоваться неплотности, для устранения которых применяют специальные вещества. [c.21]

Обобщен экспериментальный материал по термодинамике и кинетике фазовых и агрегатных переходов, реологическим, тепловым и другим свойствам полимеров. Предложен ряд новых количественных соотношений, позволяющих в простой и наглядной форме описать зависимость макроскопических характеристик полимеров в аморфном и кристаллическом состоянии от их молекулярных параметров. [c.2]

Для определения коэффициента теплопроводности по методу квазистационарного режима необходимо кроме перепада температуры по толщине образца определить тепловой поток, пронизывающий образец в процессе нагрева. Это может быть сделано путем измерения скорости нагрева эталонного стержня с известной теплоемкостью [129, 136, 137]. Приборы, работа которых основана на этом принципе, применяются для определения теплофизических характеристик полимеров в температурном интервале 300—650 К. Точность определения % равна 5%. [c.38]

С возрастанием температуры усиливаются тепловое движение и амплитуда внутреннего вращения, что должно отражаться на гибкости макромолекулы и, следовательно, на свойствах полимера. Благодаря простоте и доступности механических испытаний легче всего проследить влияние температуры на механические свойства, от которых главным образом и зависит практическое применение высокомолекулярных веществ. Важнейшей характеристикой полимера является термомеханическая кривая , отражающая зависимость деформации от температуры (рис. 64). Речь идет о деформации, развивающейся в течение определенного промежутка времени при постоянно заданной величине нагрузки. Такие кривые снимаются на специальных приборах, называемых консистометрами (рис. 65). На термомеханической кривой четко вырисовываются три области, или состояния полимера, соответствующие различному характеру изменения деформации с температурой. [c.276]

Итак, термостабильность полимеров является одной из важнейших характеристик их эксплуатационной пригодности. Распад полимеров под тепловым воздействием приводит к резкому падению их физико-механических свойств, выделению низкомолекулярных продуктов, зачастую токсичных и пожароопасных. Знание механизма термического разрушения полимеров позволяет выбрать пути их стабилизации, а значит, и продления срока жизни изделий из полимеров. Преобладающим процессом является термическая деструкция полимеров, протекающая в зависимости от химической природы полимеров по механизму случайного разрыва макромолекул или деполимеризации. Повышение термостабильности полимеров связано с методами торможения этих реакций или синтеза более термостойких полимерных структур. [c.241]

Причем / реактивное включает в себя и / абсорбированное, т. е. и потери в диэлектрике. Потери в полимерных диэлектриках силь-но зависят от частоты, и далеко не все полимеры могут применяться при СВЧ. Связь этих характеристик со строением полимера можно проследить по табл. 15.12, в которой приведено только ограниченное число полимеров для иллюстрации (эти данные для многих полимеров имеются в специальной справочной литературе). Радиоактивное излучение влияет и на физико-механические и на электрические свойства, но в меньшей степени подвержены этому воздействию полимеры, содержащие циклы бензольных колец. Полимеры, содержащие сопряженные двойные связи не только между атомами углерода, но и азота, обладают полупроводниковыми свойствами. Некоторые полимеры получают свойства полупроводников в результате соответствующей тепловой обработки — [c.503]

Размеры макромолекул полимерных соединений настолько превышают размеры молекул низкомолекулярных веществ, что форма макромолекулы, как и химическая структура ее элементарных звеньев, оказывают решающее влияние на физические и механические характеристики материалов. Макромолекулам линейной формы свойственна высокая гибкость, приводящая к непрерывным конформационным изменениям. Чем длиннее цепи линейного полимера и больше полярность структуры его звеньев, тем выше силы их взаимного сцепления. Внешне это проявляется в большей прочности и твердости полимера, в повышении температуры размягчения и снижении текучести при повышенной температуре. Чем меньше силы межмолекулярного сцепления, тем богаче набор различных конформаций, которые может иметь макромолекула в результате тепловых колебательных движений. Большую гибкость полимерной цепи придает связь углерод — углерод. Звенья кислорода или серы, вкрапленные в углеродные цепи в ви e простых эфирных связей, способствуют усилению колебательного движения, повышая эластичность полимера, снижая температуру стеклования и размягчения. [c.763]

Специфическими молекулярными характеристиками полимеров являются молекулярная масса, определяющая размеры цепочек и гибкость макромолекулы, зависящая от ее строения и природы мел молекулярпоп и внутримолекулярной связи. Гибкость макромолекул — это способность полимерных цепей изменять свою конформацию в результате внутримолекулярного (мнкро-броунова) теплового дви кепия звеньев равновесная, или термодинамическая гибкость) илп же под влиянием внешних механических сил (кинетическая, или механическая гибкость). Конформация — это пространствеппое распределение атомов и атомных групп в макромолекуле, определяемое длиной соответствующих связей II значениями валентных углов такое распределение, которое может меняться без химических реакций. [c.48]

Тепловое расширение полимеров может быть также оценено по изменению их удельного объема = р , где р — плотность. Эта характеристика используется при переработке пластмасс из расплава, когда важно определить некоторые технологические параметры процесса производства изделий (объем впрыска при литье под давлением, сечение экструдата на выходе из формующей головки экструзионного агрегата, динамика усадки изделия при формовании из расплава). Интересно, что в этом случае аморфно-кри-сталлический состав полимера вызывает непропорциональность зависимости = ф(Т) на участке до температуры плавления (рис. 51, кривые ПЭНП и ПЭВП). После перехода в полностью аморфное состояние зависимость становится линейной. Аморфный ПВХ (рис. 51) ведет себя в полном соответствии с отмеченными ранее закономерностями. [c.135]

Этот способ оценки степени кристалличности основан на допущении об однозначности этой характеристики полимера независимо от метода ее определения. Такой подход вызывает серьезные возражения , которые приобретают особый смысл в связи с наличием надмолекулярных структур в полимерах. Есть все основания полагать, что различные методы определения степени кристалличности чувствительны к разным ступеням упорядочения при кристаллизации. В связи с этим несомненный интерес представляют данные о том, что тепловой эффект кристаллизации изотактического полипропилена, определенный при исследовании кинетики его кристаллизации калориметрическим методом, соответствует образованию монокристальных пластин (ламелей) в то время как дилатометрические данные свидетельствуют о том, что изменение плотности при кристаллизации соответствует образованию сферолитов Это [c.180]

В последние годы изучение температурной зависимости теплоемкостиг в широкой области температур стало важным методом исследования термодинамических характеристик полимеров. По теплоемкости можно оценить роль акустических колебаний полимерной цепи в тепловом движении ее частиц и установить область возбуждения оптических колебаний, можно рассчитать изменения термодинамических функций при полимеризации, если известны значения этих функций для мономера, оценить степень кристалличности, выявить возможные неравновесные структурные изменения и определить температуру стеклования и т. д. Одной из наиболее характерных работ в этом отношении является статья Вундерлиха [667] о теплоемкости полиэтилена — одного из наиболее простых по структуре цепных полимеров В связи с этим автор и Л. И. Павлинов [668] изучили теплоемкость дейтерополиэтилена (— D — Ds — Dg —) в широкой области температур. [c.188]

В дополнение к изучению поведения при плавлении сильно вытянутых материалов исследованы и некоторые другие характеристики полимеров, связанные с их тепловыми свойствами. Так, была определена теплопроводность гидростатически экструдированных образцов ЛПЭ в широкой области температур в направлениях, параллельном (/С ) и перпендикулярном направлению экструзии (58, 59]. Оказалось, что при —173 °С отношение К Кх составляет / 20, причем значение К. сравнимо с величинойхарактерной для нержавеющей стали фис. 1.51). При этой температуре К определяется степенью непрерывности кристаллического порядка. Теплопроводность может быть интерпретирована на основе теплового аналога модифицированной модели Такаянаги действительно, между К. II при —173 °С и модулем на плато при —50 °С существует линейная корреляция. При температурах выше —173 °С значение К остается высоким, но с уменьшением среднего свободного пути фотонов происходит заметное рассеяние из-за того, что имеется сравнительно малое число длинных последовательностей кристаллитов. Как хорошо известно, даже при средней толщине кристаллитов 500 А и большим периодом в 200 А большинство межкристаллитных мостиков соединяет только соседние кристаллические области. [c.58]

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]

Используя характерное свойство термопластических смол принимать при нагреве в равномерном тепловом поле под давлением любую форму, осуществляют получение полимерных покрытий для фундусных щитов штамповкой листов полимерного материала с помощью выдавливания сжатым воздухом или под вакуумом. Такую штамповку осуществляют, естественно, при температурах течения полимера, т. е. при температурах выше точки стеклования. Поэтому температурный режим штамповки подбирают, исходя из термомеханической характеристики полимера, т. е. зная его температуры переходов из одних физических состояний в другие. [c.121]

К теплофизическим свойствам относятся теплопроводность,, гемпературопроводность. теплоемкость, тепловое расширение. Эти показатели используются при определении термодинамических характеристик полимеров (энтальпии, свободной энергии, энтропии), при изучении физических процессов (плавления, кристаллизации, стеклования и других структурных превращений), а также при тепловых 1)асчета в процессе переработки пластмасс в изделия. [c.39]

В настоящее время нет единого универсального критерия термостойкости полимера. Такие данные, как температуры плавлепия, разложения, стеклования или размягчения и др., хотя и дают некоторую характеристику тепловым свойствам полимера, не позволяют судить о его стойкости окислению. Для более полной характеристики полимеров необходимо опрс делять их термостойкость с помощью термогравиметрического и термического дифференциального анализа как в атмосфере инертного газа, так и на воздухе. Вероятно, наибольшее количество информации можно получить из длительных термических испытаний в атмосфере воздуха, но такие испытания иа большршстве новых нолимеров но проведены. [c.54]

Одной из определяющих характеристик полимерных волокон является о])иентация полимера вдоль оси волокна. Поэтому сформованные волокна подвергают, как правило, значительному вытягиванию. Поскольку достаточно высокая ориентация достигается в канале отверстия фильеры, было бы желательно сохранить эту ориентацию вплоть до момента затвердевания жидкой нити. Однако скорость тепловой разориентации полимера очень велика, и поэтому при обычных скоростях формования отрезок времени, в течение которого нить находится в жидком состоянии после выхода из отверстия фильеры, оказывается достаточным для исчезновения ориентированного состояния. Это к первую очередь относится к низко-вязким растворам, перерабатываемым по методу мокрого формования. Но и для высоковязких расплавов полимеров эффект ориентации про-яв.чяется в заметной стенени только при скоростях, значительно превышающих 1000 м/мин. [c.144]

Полимеры обычно используют в виде слабоконцентрированных водных растворов, которые подают в систему поддержания пластового давления. При этом повышается коэффициент нефтеотдачи. Полимерные реагенты в процессах вытеснения нефти способствуют увеличению коэффициента охвата tioib пласта снижением соотношения подвижностей воды и нефти (АаЦв)/(м.а н). Этот параметр может быть улучшен уменьшением фазойой проницаемости по воде fea и вязкости нефти цн, увеличением фазовой проницаемости по нефти йн и вязкости воды Ца. Растворение полимера в закачиваемой воде увеличивает ее вязкость. Так как за исключением тепловых методов возможностей для изменения фильтрационных характеристик пластовой системы практически нет, то загущение закачиваемой воды — единственное средство увеличения коэффициента охвата пласта при заводнении. [c.103]

Сырье, потребляемое заводами по производству пластиков, включает пластмассы, смолы, химические реатенты и добавки, такие, как антиокислители, антистатики, катализаторы, красители, наполнители, замедлители горения, смазки, органические перекиси, пластификаторы, растворители, стабилизаторы и поглотители ультрафиолетового излучения. Эти материалы превращаются в конечный продукт в результате химического взаимодействия (например, сшивание полимера), тепловой обработки, обработки давлением (например, экструзия или формовка) или изменений физических характеристик (например,, пенообразование). [c.283]

Набухание полимеров сопровождается выделением тепла. Тепловой аффект, сопровоадающий процесс набухания полшера в жидкости, называется теплотой набухания. Важными характеристиками набухания являются и н т i г р а-лъная и дифференциальная теплоты набухания. [c.67]

В рассмотренных примерах решались задачи теплопроводности в полуограничен-ных телах с разными допущениями относительно теплофизических свойств твердого тела. Хотя решения, которые получены в этих примерах, являются весьма полезными приближениями и ими следует пользоваться при анализе проблемы теплопроводности, во многих реальных случаях плавления и отверждения полимеров положение осложняется тем, что одновременно имеют место как фазовые переходы, так и температурная зависимость теплофизических свойств. В подобных случаях приходится обращаться к численным методам, в частности к методу конечных разностей, рассмотренному в следующем разделе. Дополнительные преимущества численных методов заключаются в том, что они могут применяться при сложной геометрии и различных граничных условиях. Тем не менее многочисленные аналитические решения задач теплопроводности при различных конфигурациях теплового потока и разных граничных условиях вошли в классические труды [9, 10], и хотя большинство решений получено для постоянных теплофизических характеристик, они очень полезны для анализа процессов переработки полимеров. Обзор этих решений и математических приемов, с помощью которых они были получены, выходит за рамки дан- [c.265]