Термомеханические свойства пластмасс. Аморфные полимеры (некоторые термопласты и все реактопласты). Температура стеклования. Параметры, влияющие на эффективную вязкость полимера, страница 4

                                                                                               ными свойствами

  При наполнении около 80% - вся полимерная матрица переходит в пограничный слой.

Дилатометрические свойства полимеров

Характеризуют изменение геометрических размеров ненагруженного полимерного образца в переменном тепловом поле.

 


                                                                  σ = 0      Т = Var

 


                                                     l0

   Вычисление коэффициентов расширения:

 


объёмного -

V0 – объём образца при начальной температуре испытания

VT – объём образца при некоторой температуре T.

ΔТ – разница между начальной температурой и температурой, при   

         которой снимались данные

линейного

            l0 – длина образца при начальной температуре испытания

            lT – длина образца при некоторой температуре Т.

    Существует также взаимоотношение между объёмным и линейным коэффициентами:

Дилатометрическая кривая

                                Δl

                                         стеклообразное       аморфное, размягчённое

                состояние                         состояние

                       βс                              βразм

 

 

 


                               Δl1

                                                        Тсс                          Т

                  ΔТ1                     

 

Тсс – температура структурного стеклования, как правило, Тсс > Тс, т.к. при данном испытании образец не испытывает нагружения.

 

 

 

 


 кС-Б  константа Симни – Бера, практически одинакова для всех полимеров.

Её значение показывает, что в полимерном материале присутствует свободный кинетический объём («пустота»), составляющий 12% от исходного, это означает, что при введении молекул модификатора (пластификатора, ингибитора, антипирена, и др.) количеством до 12%, он распределится в межмолекулярном пространстве  и не будет ухудшать свойства полимера. Кроме того, пластификатор, например, в таких условиях не будет выпотевать из пластмассы, т.к. он не нарушает равновесное состояние полимера -не нарушает молекулярные физические связи.

25.10.2002

    Подвижность отдельных участков цепи (сегментов Куна) не зависит от её полной длины, только в том случае, если её длина значительно больше размеров сегментов.

     Вследствие значительной гибкости макромолекул, их перемещение друг относительно друга как целого также происходит за счёт теплового движения отдельных участков. Переход в вязкотекучее состояние как раз и связан с появлением таких перемещений за время наблюдения. Чем длиннее макромолекулы, тем интенсивнее должно быть тепловое движение для реализации такого движения, следовательно, Tc одного и того же полимера с ростом молекулярной массы возрастает.

Температура стеклования

Пластификаторы

Плавление полимеров,  как правило, происходит при высокой температуре (около 150 0С), при этой температуре могут начинаться процессы деструкции полимеров (отщепление HCl, образование двойных связей и др.). Т.о., пластификаторы могут вводиться в полимер в том числе и для снижения Тплавл.

Пластификаторы: как правило, низкомолекулярные жидкости с высокой температурой кипения (около 300 0С), которые при добавлении к полимеру увеличивают подвижность и гибкость цепей, облегчают переработку, увеличивают область применения за счёт изменения некоторых свойств материала.

Добавка даже небольших количеств пластификатора снижает Тс. Это происходит благодаря снижению сил когезии (притяжения молекул полимера друг к другу) и увеличения их сегментальной подвижности.

Хотя все пластификаторы только снижают Тс, степень или эффективность пластификации различная для разных пластификаторов. Эффективность зависит от параметров растворимости (пластификатор фактически растворяет в себе полимер). Пластифицирующее действие можно получить, используя сополимеризацию, т.е. вводя в основную цепь гибкий мономер (эффект при такой пластификации ниже, чем при использовании НМС, но пластификатор в этом случае не выпотевает и материал сохраняет свойства).