химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ермолюминограф

для исследования органических веществ, Зав. лаб., № 10, 1272

(1973); В о н с я ц к и й В. А., Боярский Г. Я., Радиотермолюминесценция полимеров, в сб.: Новые методы исследования полимеров, К., 1975; Partridge R. Н., Thermoluminescence, в кн.: Radiation Chemistry of Macromolecules,

ed. M. Dole, N. Y., v. 1, 1972, p. 193. В. Г. Никольский.

ТЕРМОМЕХАНИЧЕСКОЕ ИССЛЕДОВАНИЕ полимеров (thermomechanical investigation, thermome-chanische Forschung, essai thermomecanique) — изучение физич. и химич. превращений полимерного тела, основанное на определении его деформируемости в широком интервале темп-р при заданном режиме нагружения и нагрева. График соответствующей температурной зависимости деформации наз. термомеханической кривой (рис. 1).

Ярко выраженные у полимеров релаксационные явления обусловливают высокую чувствительность важней

ших характеристик упругости тела (модулей или эквивалентных им величин — податливостей) к изменениям темп-ры и поэтому требуют проведения всех измерений в строго определенных температурно-временных режимах. Простейшие термомеханич. измерения — определения изотермич. деформации при заданной длительности действия постоянного напряжения, выполненные

в широком интервале темп-р. Поскольку различные структурные(физич. или химич.) превраРис. 1. Типичная термомеханич. кривая линейного аморфного полимера; Тс — темп-ра стеклования; Гт — темп-ра текучести; I, II и III—температурные области трех физич. состояний (соответственно стеклообразного, высокоэластического и вязкотекучего); пунктирная кривая — зависимость истинной остаточной деформации от темп-ры.

щения в полимерах изменяют подвижность структурных элементов тела, то при темп-рах, соответствующих этим превращениям, релаксационные явления становятся особенно заметными, и возникает резкая зависимость деформации от длительности воздействия сил. Использование различных температурно-временных режимов позволяет оценивать кинетич. характеристики этих превращений, напр. времена релаксации и их температурные зависимости.

При Т. и. отчетливо выявляется эквивалентность (по

отношению к развитию деформации) повышения темп-ры

и увеличения длительности воздействия, лежащая в

основе суперпозиции принципа температурно-временного. Она проявляется в том, что термомеханич. кривая

при более кратковременных воздействиях перемещается

в область более высоких темп-р. '

В случае быстрых воздействий более удобным методом для исследования полимеров оказывается динамический Александрова — Лазуркина частотно-температурный метод.

Существуют дифференциальные и интегральные методы Т. и. Первые из них регистрируют изотермич. деформации, развивающиеся под действием постоянного напряжения в течение стандартного времени при различных темп-рах, заполняющих достаточно плотно весь доступный их интервал. Интегральные методы регистрируют деформацию, развивающуюся при постоянном напряжении, действующем непрерывно в течение всего процесса измерения, длительность к-рого определяется заданной постоянной скоростью нагревания образца (1—Ъ°С1мин) и протяженностью исследуемого интервала темп-р. В этом случае деформация развивается непрерывно, а ее изменения характеризуют суммарный (интегральный) результат действия механич. сил, начиная с момента их приложения.

Предложены различные варианты как дифференциальных, так и интегральных методов Т. и., различающиеся как по температурно-временному режиму и типу механич. воздействия, так и. по аппаратурному оформлению. Важнейшие из них основаны на применении од-ноосно сжимающих или растягивающих напряжений, а также сдвиговых напряжений; воздействии постоянных усилий (а не напряжений); использовании равномерных и различных неравномерных режимов нагрева. Термомеханич. кривые, получающиеся в разных условиях, вследствие релаксационных свойств полимера различаются по форме и по положению темп-р стеклования и текучести. Поэтому при сравнении данных Т. и. следует учитывать механический и температурный режимы работы термомеханич. приборов.

Первым статич. термомеханич. прибором были д и-намометрические весы Каргина (рис. 2). Для проведения измерений в стаканчик 2 по

мещают цилиндрич. образец и при помощи подъемного

столика 1 подводят образец снизу до соприкосновения

с висящим уравновешенным пуансоном. Затем, установив темп-ру, с чашки весов последовательно снимают

две гири — сначала малую (напр., 0,05 г), затем большую (напр., 5 г). При этом пуансон давит на образец и

в процессе развития деформации постепенно опускается. Через стандартное время действия нагрузки (напр.,

,— , 10 сек) определяют перемещение пуансона (с помощью

зеркала 6). Разность положений пуансона при большой и малой нагрузках —

мера деформации одноосно

сжатого образца, развившейся за время действия

заданной нагрузки при

темп-ре испытания. Последовательно строят по точкам

всю дифференциальную термомеханич. кривую. На динамометрич. весах можно получать также и интегральные термомеханич. кривые при непрерывном действии нагрузки и равномерном подъеме темп-ры.

В дальнейшем были предложены различные конструкции термомеханич. приборов, в том числе и автоматизированные. Интервал темп-р, охватываемый современными приборами, простирается от —196 до 800°С. Вне-венные при этом изменения методики измерений (одновременное измерение нескольких образцов; различия режимов нагревания; изменения типа деформации; автоматизация измерения и записи его результатов) не затрагивают физич. основ метода Т. и.

Как дифференциальный, так и интегральный методы Т. и. получили широкое распространение вследствие простоты и высокой информативности. Более простой интегральный метод эффективен при общей оценке температурной зависимости деформируемости полимеров, необходимой в производственных условиях. Дифференциальный метод позволяет обнаруживать тонкие структурные превращения и более применим для исследовательских целей.

Необходимо отметить, что при формовании и последующем охлаждении в образцах (таблетках, пленках или волокнах) могут возникнуть и сохраниться внутренние напряжения или структурные изменения (особенно в случае кристаллизующихся полимеров). Тогда при нагревании в полимере разовьются релаксационные процессы, и на термомеханич. кривых появятся особенности (чаще всего минимумы), не характерные для самого изучаемого вещества. Поэтому образцы формуют в режиме течения полимера и условиях полной релаксации внутренних напряжений. Требуемое для этого повышение темп-ры или длительности формования может, в свою очередь, приводить к химич. изменениям полимера, что следует иметь в виду, поскольку они также заметно влияют на форму термомеханич. кривой. Необходимо также учитывать влияние режима охлаждения сформованных образцов (особенно в случае кристаллизующихся полимеров) на результаты Т. и. В случае порошкообразных полимеров способ формования особенно сильно влияет на результаты Т. и., однако установлено, что существуют режимы изготовления и испытания образцов из порошкообразных полимеров, позволяющие получать данные, соответствующие результатам Т. и. монолитных образцов.

Т. и. получило широкое распространение в результате работ В. А. Каргина и Т. И. Соголовой, к-рым впервые удалось в едином эксперименте на одном и том же образце, используя малое количество вещества (~0,2 г), оценить области перехода аморфного линейного полимера из стеклообразного в высокоэластическое и вязкотекучее состояния, а также исследовать зависимости темп-р стеклования (Гс) и текучести (Тт) в ряду полимергомологов от степени полимеризации (N). Это позволило определять размеры сегментов макромолекул, температурный интервал проявления высокоэластич. свойств (Гх — Тс). Установлено соотношение:

с)

А (Т -т.)

В + (Ч

где А к В — постоянные, характерные для данного по-лимергомологич. ряда, N,. — степень полимеризации сегмента макромолекулы. Эта зависимость позволила разработать метод определения мол. масс полимеров, не требующий (в отличие от всех др. методов) перевода полимера в р-р.

Т. и. широко используется для изучения кристаллизации, пластификации, наполнения, студнеобразования, физич. модификации полимеров и др. физич. и технологич. процессов. Этот метод дает возможность судить о жесткости макромолекул и полидисперсности полимера.

Особое значение Т. и. приобрело для характеристики впервые синтезированных полимеров, когда в распоряжении исследователя имеется малое количество вещества.

Изменение формы термомеханич. кривой при химич. превращениях макромолекул оказалось весьма инфорб

80 120 160

ТЕМПЕРАТУРА, *С

Рис. 3. Термомеханич. кривые стабильного (а( и не стабильных при нагревании (б и в) образцов поливинилхлорида. Сплошная кривая — образец в исходном состоянии, пунктирная — предварительно прогретый.

мативным для оценки химич. реакций, развивающихся в полимерах при повышенных темп-рах. Т. и. не только обнаруживает отдельные процессы сшивания (выражающиеся в снижении деформации на дифференциальной термомеханич. кривой) и деструкции (необратимые подъемы кривой), но и позволяет оценивать эффективность действия введенных в полимер стабилизаторов (рис. 3).

Т. и. используется и для контроля качества разных партий технич. полимерного сырья (оценка темп-ры переработки, зависящей от значения темп-ры текучести, химич. стабильности конкретной партии полимера, изменений свойств полимера при вариации параметров технологич. режима переработки и пр.).

Широкие возможности применения Т. и. обусловлены высокой чувствительностью параметров термомеханич. кривой (значений темп-р стеклования и текучести, величины деформируемости в высокоэластич. состоянии и др.) к изменениям строения макромолекул и их расположения в полимерном теле, к изменениям межмолекулярных взаимодействий при введении в полимер др^, веществ.

Лит.: К а р г и н В. А., СоголоваТ. И., К вопросу о трех физических состояниях аморфно-жидких линейных полимеров, Журн. физ. хим., 23, в. 5, 530 (1949); Соголова Т. И., Слонимский Г. Л., Термомеханический метод исследования полимеров, Журн. ВХ

страница 178
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291 292 293 294 295 296 297 298 299 300 301 302 303 304 305 306 307 308 309 310 311 312 313 314 315 316 317 318 319 320 321 322 323 324 325 326 327 328 329 330 331 332 333 334 335 336 337 338 339 340

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 3 (Полиоксадиазолы-Я)" (21.36Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
спортивные костюмы в тюмени
Orient XC00002B
сколько стоит выпрямление двери вольтсвагин джетта?
взять недорого в москве машину на прокат с водителем

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)