химический каталог




Теплофизические методы исследования полимеров

Автор Ю.К.Годовский

ель строения кристаллических полимеров [59]. При расчете теплопроводности смеси кристаллических и аморфных областей использовалась формула Максвелла для смеси, в которой шарообразные частицы равномерно расположены в окружающей массе. Этой формулой удовлетворительно описываются данные по теплопроводности смесей и в случае частиц несферической формы. Формула имеет вид

? 2К + К + *(К-^ ......

где Яа и Як—теплопроводность соответственно аморфной н кристаллической фаз; ф — степень кристалличности.

Для расчетов использовалась также и более простая формула для теплопроводности смеси [75], аналогичная формулам для других характеристик (объем, теплоемкость) двухфазной полимерной системы [35]:

Х=-фкк+ (I — ф)«а (11.28)

На основе этих формул по известным значениям теплопроводности для данной степени кристалличности

Низкие и средние температуры (от—180 до+150 °С).

По характеру температурной зависимости теплопроводности в этой области температур кристаллические полимеры можно разделить в основном на две группы [59, 71—74]. К первой группе относятся полимеры, теплопроводность которых с повышением температуры падает (полиэтилен, полиоксиметилен, полиоксиэтилен, найлон 6). Для полимеров второй группы характерно повышение теплопроводности с повышением температуры (полиэтилентерефталат, изотактический полипропилен, политетрафторэтилен, полихлортрифторэтилен). Для обеих групп характерно увеличение теплопроводности с ростом степени кристалличности. По абсолютным значениям теплопроводность полимеров первой группы выше, чем полимеров второй группы.

Первая группа. Особенности изменения теплопроводности полимеров этой группы изучены на примере полиэтилена. Экспериментальные результаты для образцов различной плотности приведены на рис. 11.11.

Для объяснения найденных закономерностей изменения теплопроводности с изменением температуры и степени кристалличности была использована двухфазная

Рис. П.П. Температурная

зависимость теплопроводно-

('1'И полиэтилена [71] различной плотности (при *:

20°С): V;

то

I — 0,982 Мг/мэ; 2 — 0.962; 3 — % 0.961; 4 — 0,951; 5 — 0,923; 6— ^ 0,918 Мг/м' (пунктир — быстро *Ч охлажденные образцы, сплошные линии — отожженные образцы) ; / — теплопроводность кристаллической решетка; П — теплопроводность аморфного полиэтилена.

zoo зоо lit

можно определить Яа и Я„=/(7-) и сравнить их с соответствующими зависимостями для аморфных и кристалПе»Г* В*ЩеСТВ' Расчеты бы™ выполнены на

основании формулы (II.27) для той области температур где степень кристалличности остается неизменной.

74

75

Для согласования экспериментальных данных с расчетными потребовалось введение предположения о наличии в высококристаллических образцах областей с нулевой теплопроводностью (пузырьков воздуха). Это предположение имеет экспериментальные основания [76]. Соответствующие расчетные зависимости представлены на рис. 11.1]. Изменение Хк с температурой хорошо описывается гиперболическим законом (А,<~1/7')> характерным для низкомолекулярных кристаллов. Параметры уравнения 1Дк=а+47" для некоторых полимеров приведены ниже [59]:

Полиэтилен . . . . Полиоксиметилен . Найлон 6, найлон 6,6

а, м.К/Вт Ь-W, я/Вт

—0,026 4,6

0,225 4,47

1,8 1,77

Изменение теплопроводности высококристаллических образцов полиэтилена с температурой и полученная расчетным путем гиперболическая зависимость Хх от температуры свидетельствуют о том, что механизм передачи тепла в полимерных кристаллах не отличается принципиально от механизма передачи тепла в низкомолекулярных кристаллических диэлектриках. Разница заключается лишь в том, что для полимерных кристаллов можно ожидать существенной анизотропии теплопроводности. Средняя длина пробега фононов вдоль макромолекулы достигает длины складки в кристалле. В то же время в направлении, перпендикулярном оси макромолекул, теплопроводность существенно меньше и зависит от термического сопротивления физических связей. Средняя длина свободного пробега фононов определяется размерами кристаллитов в этом направлении.

Изменение теплопроводности аморфной фазы Аа полиэтилена с температурой в общих чертах характерно для аморфных полимеров. Примерно вблизи —20 °С наблюдается плавный излом; изменение температурного коэффициента теплопроводности при этом составляет 1,9%/°С, что близко к среднему значению для аморфных полимеров. Анализ теплопроводности на основе двухфазной модели был проведен и для полиамидов [59]. Несмотря на то что описанный метод позволяет предсказывать зависимость теплопроводности от температуры, он вызывает возражения. Прежде всего необходимо отметить, что расчеты приобретают смысл лишь в предположении, что кристаллические участки равномерно расположены в аморфной матрице. Обратное предположение — аморфные участки равномерно размещены в кристаллической матрице — приводит к лишенному физического смысла результату: при низких температурах для теплопроводности аморфной фазы пол

страница 25
< 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
информационный щит, стенд образец
концерт кузьмина во владимире 2017
Casio General LQ-400R-5A
skc60 привод клапана

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
(23.02.2017)