химический каталог




Теплофизические методы исследования полимеров

Автор Ю.К.Годовский

кой мере проведенные расчеты являются общими для полимерных стекол.

Низкие и средние температуры (от —180 до + 150°С). Характер изменения теплопроводности в этой температурной области исследован достаточно подробно [57—59]. Типичная температурная зависимость теплопроводности в этой области приведена на рис. II.8. Для изменения теплопроводности аморфных полимеров

Следует, однако, отметить, что в некоторых работах по теплопроводности аморфных полимеров вместо плавного излома отмечалось резкое ступенчатое изменение теплопроводности в области размягчения [67]. Проведенное недавно специальное исследование показало, что резкие провалы теплопроводности в области размягчения появляются лишь при применении нестационарных методов и являются, по-видимому, результатом методических особенностей нестационарных методов измерения в областях переходов [68].

Для объяснения экспериментальной зависимости теплопроводности аморфных полимеров от температуры был проведен теоретический анализ структурной модели, в основу которой были положены следующие предполо71

ження [58]. Аморфный полимер представляет собой сетку, образованную двумя типами термических сопротивлений. Ковалентные связи между атомами в цепи характеризуются низким термическим сопротивлением, а ван-дер-ваальсовы связи между цепями — большим термическим сопротивлением. Из-за статистического направления валентных связей предполагается, что коэффициент теплопроводности всей сетки X пропорционален усредненному значению коэффициента теплопроводности ван-дер-ваальсовых связей Xw'k = kpkw (II. 24)

где kp не зайнсит от температуры.

Расчет Xw проведен на основе уравнения Дебая, в котором макроскопические параметры заменены на молекулярные характеристики:

" С\, = 3*/(Ш%); В = <ОУ' fwlm

где iw—константа жесткости ван-дер-ваальсовой связи; т — масса элементарного струастуриото элемента; щ=/.

выразить относительный температурный теплопроводности -5- ? ^ через объемный

Для расчета fw использован 12/6-потенциал взаимодействия V (fw—d'u/da2). Подстановка определенного таким образом значения fw в уравнение (11.24) приводит к выражению, связывающему теплопроводность со средним расстоянием между атомами. Это позволяет

коэффициент

коэффиX ' ИТ

циент теплового расширения а и соответственно изменение Да в области размягчения — через изменение ^(т ' df) • Таким образом, именно различие в коэффициентах теплового расширения аморфных полимеров до и после размягчения является физической причиной изменения температурного коэффициента теплопроводности.

[(11.25)5,8ДА

Поскольку изменением валентных связей с изменением температуры можно пренебречь по сравнению с изменением ван-дер-ваальсовых связей, окончательное уравнение имеет вид

/ 1 dX \

72

Это уравнение достаточно хорошо описывает взаимосвязь между изменением Да-в. области размягчения и экспериментально обнаруженным пологим максимумом на температурной зависимости теплопроводности [58].

Кристаллические полимеры

Очень низкие (водородные и гелиевые) температуры.

dx

k'T Su'h

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 X в этой области хорошо передается следующим выражением [24, 69, 70, 80]:

/ А \ р А*

(11.26)

где ft =А/2л; (здесь h — постоянная Планка); А/а— экспериментально определяемый параметр с размерностью см-1; x=h\!\{kT); Ла — средняя длина свободного пробега; и—продольная скорость звука.

Существует предположение [69], что отклонение от линейного изменения теплопроводности с температурой обусловлено наличием дополнительных источников рассеяния, причем процесс рассеяния характеризуется средней длиной свободного пробега Л2, которая не зависит от температуры. Риз и Такер [69] предположили, что этими внутренними источниками рассеяния в кристаллических полимерах являются сферолиты. Константа Лг для исследованных полимеров, определенная экспериментально из данных по теплопроводности, в температурном интервале I—4,5 К имеет порядок Ю-4 см. Это соответствует размеру сферолитов в исследованных образцах. Проведенное впоследствии исследование на по-лиэтиленах и найлоне 6,6 не привело к такому соответствию [70]. Определенное экспериментально в температурном интервале 1,2—4 К значение Аг было значительно меньше размеров сферолитов и хорошо совпадало

73

Рис. 11.10. Температурная зависимость теплопроводности полиэтилена различной плотности Г241:

; —0,98 Мг/м"; 2 — 0.96; 3 — 0.92 Мг/м1.

с размером ламелярных кристаллов. Таким образом, совокупность имеющихся экспериментальных результатов по температурнбй зависимости теплопроводности кристаллических полимеров в области очень низких температур указывает на важную роль надмолекулярной структуры полимера в процессах рассеяния фононов.

мод

страница 24
< 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

Скачать книгу "Теплофизические методы исследования полимеров" (3.18Mb)


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

 

 

Реклама
купить коробку цветы с макарони москва
Фирма Ренессанс железные лестницы для улицы- быстро, качественно, недорого!
кресло 808
снять комгату под минисклад

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
(10.12.2016)