Научная литература
booksshare.net -> Добавить материал -> Машиностроение -> Ефремов Н.Ф. -> "Тара и ее производство" -> 23

Тара и ее производство - Ефремов Н.Ф.

Ефремов Н.Ф. Тара и ее производство: Учебное пособие — М.:МГУП, 2001. — 312 c.
ISBN 5-8122-0274-5
Скачать (прямая ссылка): taraieeproizvodstvo2001.pdf
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 84 >> Следующая

Принципиальное различие между фазовым и релаксационным переходами заключается в том, что фазовый переход является термодинамически равновесным переходом, а релаксационный — неравновесным, зависящим от временного фактора.
Изучают фазовые и релаксационные переходы методами, основанными на определении температурной зависимости термодинамических параметров — удельного объема (дилатометрия), удельной теплоемкости, или энтальпии (калориметрия, дифференциальный термический анализ). Кроме того, проводят и прямое изучение деформируемости полимеров в широком интервале температур при заданном режиме нагру-жения и нагрева (термомеханические исследования).
Дилатометрические исследования показывают, что фазовые и релаксационные переходы в полимерах связаны с изменением только свободного объема. Под свободным объемом Vc понимают разность между реальным объемом тела V и «занятым» объемом, т. е. суммарным объемом плотно упакованных молекул данного тела V0:
V0 = V-V0. (4.4)
Таким образом, свободный объем определяется совокупностью микрополостей размером порядка размеров отдельных
73
атомов или небольших групп атомов. Наличие Vc связано с нерегулярностью упаковки молекул.
В полностью кристаллическом полимере при фазовом переходе — плавлении в области температуры Tnjl — наблюдается скачок в изменении свободного объема {рис. 4.I1 кривая 2Т г)-B полностью аморфном полимере при релаксационном переходе наблюдается перелом на прямолинейном графике зависимости Vc от температуры (кривая I, а). В реальных аморфно-кристаллических полимерах характер изменения Vc от температуры является промежуточнвм между характером изменения Vc полностью аморфных и полностью кристаллических полимеров (кривые 2, б, е).
Экспериментально установлено, что для большинства полимеров при Тс объемная доля свободного объема одинакова и составляет
L
/с =^г = 0,025 т 0,003. (4.5)
На основании этого получено эмпирическое соотношение между Тс и коэффициентами объемного температурного рас-
і і
T 1 T 1
Температура
Рис. 4.1. Температурная зависимость удельного объема термопластичных полимеров: 1 — занятого; 2 — свободного (а — полностью аморфные полимеры, б, в — аморфно-кристаллические с различной степенью кристалличности, г — полностью кристаллические)
74
ширения в стеклообразном ас (при Т< TJ и высокоэластическом O3 (при Т> TJ состояниях (правило Бойера-Симхи):
< Ct3-ас)Тс =0,113.
(4.6)
Низкая интенсивность изменения свойств при многих релаксационных переходах требует для их исследования применения методов, более чувствительных к изменению подвижности макромолекул. Такими методами являются динамический механический, диэлектрический, ядерного магнитного резонанса, радиотерм о люминесцентный и др. Наибольшее практическое значение получили динамические механические, в том числе акустические, испытания. По их результатам определяют температурные зависимости таких важных показателей механических свойств, как динамический модуль упругости, скорость распространения звука, модуль потерь, тангенс угла механических потерь, логарифмический декремент затухания и т. д.
Типичные температурные зависимости модуля упругости и показателя (тангенса угла) механических потерь аморфного полимера представлены на рис. 4.2. Степень снижения модуля упругости или величина максимума механических потерь харак-
E1MTIa
tgo
¦0.6
'0.5
0.4
¦0.3
Рис. 4.2. Температурные зависимости динамического модуля упругости E и тангенса угла механических потерь tgS аморфного полимера
75
теризует интенсивность соответствующего релаксационного перехода. В области вторичных релаксационных переходов модуль упругости изменяется незначительно, а в области температуры стеклования уменьшается на несколько десятичных порядков.
Температурная зависимость механических свойств кристаллических полимеров в значительной степени определяется соотношением кристаллической и аморфной фаз (рис. 4.3).
Анализ структуры и физических переходов наиболее важных в производстве упаковки термопластичных полимеров позволяет разделить их на три основные группы (табл. 4.3) [38].
Первую группу составляют аморфные или трудно кристаллизующиеся полимеры с жесткими макромолекулами. Их максимальная степень кристалличности не превышает 25%t а Тс значительно превосходит комнатную температуру. Это карбо-цепные полимеры со стереонерегулярным строением макромолекул— полистирол, полиметилметакрилат, поливинилхло-рид. их статистические сополимеры с небольшим числом звеньев другого мономера и ароматические гетероцепные полимеры — простые полиэфиры (полифениленоксид, полисуль-
Е, МПа 10*-
Рис. 4.3. Температурная зависимость динамического модуля упругости кристаллических полимеров с высокой (1), средней (2)г низкой (3) степенью кристалличности
и аморфного полимера (4)
76
Таблица 4.3
Степень кристалличности и температурные переходы термопластичных полимеров, используемых для производства упаковки
Максималь- Дополнитель-
Группа Полимер ная степень кристалличности» % Ъ "С ные релаксационные переходы, 'С
1 Полистирол 0 90-110 - 20-60
Предыдущая << 1 .. 17 18 19 20 21 22 < 23 > 24 25 26 27 28 29 .. 84 >> Следующая

Реклама

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed

Есть, чем поделиться? Отправьте
материал
нам
Авторские права © 2009 BooksShare.
Все права защищены.
Rambler's Top100

c1c0fc952cf0704ad12d6af2ad3bf47e03017fed