Практикум по химии и физике полимеров - Кузнецов Е.В.
Скачать (прямая ссылка):
8 с индукционной катушки 7, в которой перемещается сердечник 6, передающий через пуансон 5 нагрузку на образец 4. Нагружение осуществляется сменным грузом.
На рис. 14.5 приведены кривые ДТА и TM, а также кривая T изменения температуры, полученные на пирометре Курнакова для по-лиуретанового термоэласто-пласта.
Сопоставление кривых ДТА и TM позволяет выяснить природу имеющихся на них пиков и изломов. Так, горизонтальная площадка на TMK может соответствовать либо высокоэластическому состоянию, либо процессам сшивания, либо процессам кристаллизации. И только сравнивая кривую TM с кривой ДТА, можно выявить природу процесса. Кривые ДТА помогают выяснить причину резкого увеличения деформации на участке текучести ТМК, которое может быть вызвано и текучестью аморфного полимера, и плавлением кристаллического полимера. Также может быть более точно определена область стеклования полимера.
Цель работы. Определение термических характеристик исследуемого полимера с помощью совмещенных кривых ДТА и TM.
Образцы и реактивы
о
30
60 90 Время j мин
120
-60
150
Рис. 14.5. Совмещенные кривые ЦТ А и TM, полученные на пирометре Курнакова для полиуретанового термоэластопласта.
Проявитель Закрепитель
1 для обработки J фотобумаги
Образец полимера (полиэтилен,
полиметилметакрилат, поливи-
нилхлорид и др. — по заданию) Окись алюминия (эталон)
Оборудование
Пирометр Курнакова Установка для регистрации кривых
ДТА и TM Латр с моторчиком Уоррена и
редуктором
Методика работы. 1. Готовят образцы исследуемого полимера для проведения испытаний. Для ДТА образец мелко измельчают, в тигле взвешивают навеску 0,1—0,2 г и устанавливают тигель в ячейку а блока; аналогично взвешивают эталон и устанавливают тигель с эталоном в ячейку В. Для термомеханических исследова-
Сосуд Дьюара
Ванночки для фотобумаги
Фотобумага
ний из образца полимера готовят таблетку диаметром 4 мм и толщиной 2 мм и помещают ее в ячейку Б.
2. Включают пирометр Курнакова в сеть.
3. Включают осветители гальванометров. На шкале пирометра должно появиться три световых указателя.
4. Вставляют в барабан фотобумагу и прописывают нулевую» линию при отключенных термопарах.
5. Горячий спай термопары помещают в ячейку а, дифференциальной термопары — в ячейку В; холодные спаи термопар помещают в сосуд с тающим льдом или снегом. Затем термопары включают.
6. Термический блок включают в сеть через латр, поставив начальное напряжение 50 В, а редуктор моторчика Уоррена на вторую скорость. Это обеспечит нагревание со скоростью 2°С/мин..
7. На пуансон устанавливают груз массой 500 г, что обеспечивает нагружение на исследуемый образец 1,6 МПа (16 кгс/см2). С понижающего трансформатора подают на индукционную катушку напряжение 14 В.
8. Включают двигатель вращения барабХна и открывают шторку.
9. После достижения требуемой температуры опыта закрывают шторку барабана и выключают прибор в порядке, обратном включению.
10. Включают вентилятор и охлаждают термический блок.
11. Из барабана вынимают фотобумагу, проявляют ее и сушат между двумя листами фильтровальной бумаги.
* Задание. Нанести с помощью градуированного графика температуры тепловых эффектов и объяснить на основе полученных кривых ДТА и TM происшедшие в полимере изменения.
ЛИТЕРАТУРА
1. Бер г Л. Г. и др. Практическое руководство по термографии. Казань, Казанск. ун-т, 1967. См. с. 2Г8.
2. Новейшие методы исследования полимеров. Пер. с англ. M., «Мир», 1966. См. с. 286—339.
3. Аналитическая химия полимеров. Пер. с англ. Т. 2. M., «Мир», 1965. См. с. 136— 150.
4. T е й т е л ь б а у м Б. Я., Аношина Н. П., Усп. хим.. 1967, т. 36, с. Il 42—166.
15. ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛИМЕРОВ МЕТОДОМ ЯМР 15.1. Теоретические основы
В настоящее время метод ядерного магнитного резонанса (ЯМР) широко применяют для исследования полимеров. Работы, проводимые этим методом, можно разделить на два направления: первое — детальное изучение микроструктуры полимерных цепей с помощью аппаратуры высокого разрешения; второе — исследо-
аание молекулярных движений в полимерах и различных процессов в полимерных системах, сопровождающихся изменением характера молекулярных движений, с помощью ЯМР-спектрометров широких линий и импульсной аппаратуры ЯМР.
Метод ЯМР высокого разрешения весьма чувствителен к природе химической связи и строению отдельных групп атомов и поэтому достаточно надежен при анализе конфигурационных последовательностей звеньев в макромолекулах. Сравнение площадей сигналов отдельных групп позволяет определить относительное содержание последовательностей, например триад и тетрад в сополимерах, что особенно важно при проверке модели роста цепи.
Экспериментальные измерения ширины линии или второго момента кривой поглощения ЯМР, а также времен релаксации с помощью импульсной аппаратуры в широком интервале температур, дающей возможность получить интересные сведения, позволяют детально охарактеризовать молекулярные движения в полимерах. Используя эту же методику, можно с успехом исследовать ряд процессов, например полимеризацию, деструкцию, кристаллизацию, пластификацию и т. д.