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

V_T – 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

            l_T – длина образца при некоторой температуре Т.

    Существует также взаимоотношение между объёмным и линейным коэффициентами:

Дилатометрическая кривая

                                Δl

                                         стеклообразное       аморфное, размягчённое

                состояние                         состояние

                       β_с                              β_разм

 

 

 

                               Δl₁

                                                        Т_сс                          Т

                  ΔТ₁                     

 

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

 

 

 

 

 к_С-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, T_c 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 Т_плавл.

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 Т_с. Это происходит благодаря снижению сил когезии (притяжения молекул полимера друг к другу) и увеличения их сегментальной подвижности.

Хотя все пластификаторы только снижают Т_с, 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).