книги / Справочник по физической химии полимеров. Свойства полимеров в блочном состоянии
.pdf
|
Полимер |
7с> |
иг |
d |
|
V |
|||
|
|
103 Дж/м2 |
Ю3 Дж/м* |
Юэ Дж/м2 |
Полихлортрифторэтилен |
31,0 |
32,1 |
23,8 |
|
для транскристаллической зоны |
58,9 |
|
|
|
контакта |
с золотом |
|
|
|
Полиэтилакрилат |
35,0 |
|
|
|
Полиэтилен |
|
31,0 |
35,9 |
‘з\,з |
для спрессованных агрегатов |
53,6 |
|
|
|
монокристаллов |
|
• • • |
||
для транскристаллической зоны |
|
|
||
69.6 |
|
|
||
контакта |
с золотом |
'44,6 |
. . . |
|
Полиэтилентерефтал ат |
43,0 |
36,6 |
||
Полиэтилметакрилат |
33,0 |
• • • |
■ ■ • |
|
Сополимер |
|
|
|
|
вииилиденхлорида и метилакрилата |
53.6 |
|
|
|
(мольное соотношение 4 : 1 ) |
. . . |
38,9 |
||
тетрафторэтилена и хлортрифтор- |
|
|
|
|
этилена |
при мольном соотношении |
|
|
|
3 :2 |
|
24,0 |
26,2 |
20,7 |
4 : 1 |
и тетрафторэтилена |
20,0 |
22,1 |
16,3 |
этилена |
|
|
|
|
(мольное соотношение 1: 1) |
26,5 |
27,1 |
22,4 |
ГЛАВА 4
ТЕПЛОФИЗИЧЕСКИЕ
СВОЙСТВА
4.1. УДЕЛЬНАЯ ТЕПЛОЕМКОСТЬ
Удельная теплоемкость — интегральная характеристика интенсивности колебательной подвижности атомов вещества. Поскольку в стеклообразном состоянии трансляцион ного движения сегментов полимерной цепи (по крайней мере, в отсутствие внешнего механического поля) практически нет, основным видом теплового движения атомов являются их колебания относительно положений равновесия в узлах аморфной ква
зирешетки. В связи с этим теплоемкость вещества в твердом |
агрегатном состоянии |
||
в достаточно большом интервале температур |
(от 15—25 К до |
температуры |
стекло |
вания) остается практически одинаковой для |
обеих фаз — кристаллической |
и стек |
лообразной (твердоаморфной). Размораживание сегментальной подвижности цепей
при нагревании полимера выше Tg (стеклообразный |
образец) |
или |
Тт (полимерный |
||||
кристалл) приводит к росту теплоемкости за счет увеличения |
равновесного |
содер |
|||||
жания «дырок» и доли высокоэнергетических |
поворотных изомеров |
в цепи. |
Благо |
||||
даря этому росту Ср полимера в |
высокоэластическом состоянии и |
расплаве |
выше |
||||
Ср твердого |
полимера. |
теплоемкости полимеров описывается следующим |
|||||
Температурная зависимость |
|||||||
уравнением: |
СР ^ А + ВТ + |
СТ*, |
|
|
|
(4.1) |
|
|
|
|
|
||||
где А, В и |
С — эмпирические константы, кДж/(кг |
• К) (табл. 4.1). Это уравнение |
используется для обработки данных менее точных (относительная погрешность
2—5 %) измерений теплоемкости с |
помощью метода сканирующей калориметрии. |
||||||
Т а б л и ц а |
4.1. |
Значения параметров уравнения (4.1) |
|
|
|
|
|
|
|
|
Темпера |
|
|
|
|
|
|
Полимер |
турный |
А |
103 в |
10* с |
|
|
|
интервал, |
|||||
|
|
|
К |
|
|
|
|
Найлон 6 |
[258] |
|
180—310 |
0,179 |
4.27 |
|
|
после уоблучения |
510—560 |
1,331 |
2,73 . . . |
||||
510—560 |
1.236 |
2.73 |
• • |
|
|||
при 298 К дозой 600 Мрад |
• |
||||||
ПМК [66] |
|
|
298—403 |
—0.054 |
376 |
|
|
Полндиоксепаи [183] |
80— 190 |
0,189 |
4.20 |
« . . |
|||
|
|
|
300—360 |
1.380 |
1.76 |
|
|
Полидиоксолан [182] |
80—200 |
0,189 |
3,70 |
|
|
||
|
|
|
330—390 |
1.396 |
1,47 |
|
|
Полиизобутилен |
[534] |
205—380 |
0.477 |
4.37 |
’2.24 |
||
1,4-Полиметилбутадиен (цис) [539] |
205—275 |
1.052 |
2 .6 8 |
|
|
||
|
|
|
290—320 |
0.391 |
5,00 |
|
|
|
|
|
320—448 |
0.893 |
3.44 . . . |
||
Полиметилметакрилат [66] |
293—363 |
—0.479 |
5.81 |
|
|
||
Полипропилен |
|
398—433 |
0.493 |
3.91 |
. . |
• |
|
|
265—305 |
—0.268 |
8.67 |
|
|
||
атактический |
[528] |
• • |
• |
||||
|
|
|
450—473 |
2.253 |
1.67 |
|
|
изотактический [528] |
260—350 |
— 1.225 |
10,11 . . . |
||||
|
|
|
260—390 |
— 1,708 |
11,12 |
• * |
’ |
Т а б л и ц а |
4.3. |
Дейтерополиэтилеи в кристаллическом состоянии [85] |
|
||||||
Г. к |
Ср, кДжДкг.К) |
Т, |
к |
Ср, |
кДж/(кг* К) |
Т, К |
Ср, |
к Д ж /(к г * К) |
|
80 |
|
0,618 |
180 |
|
1,090 |
260 |
|
1,485 |
|
100 |
|
0,731 |
200 |
|
1,208 |
280 |
|
1,640 |
|
120 |
|
0,827 |
220 |
|
1,281 |
300 |
|
1.772 |
|
140 |
|
0,880 |
240 |
|
1,370 |
310 |
|
1.873 |
|
160 |
|
0,999 |
|
|
|
|
|
- |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4.4. |
Полиакрилонитрил |
[43] |
|
|
|
|
|
|
Г, к |
Ср, |
кДж/(«т- К) |
7\ |
к |
С р , |
к Д ж /(к г- К) |
т, к |
Ср, |
кД ж Д кг.К ) |
10 |
|
0,0022 |
п о |
|
0.627 |
210 |
|
0,963 |
|
20 |
|
0,0363 |
120 |
|
0.669 |
220 |
|
1,002 |
|
30 |
|
0,0930 |
130 |
|
0*708 |
230 |
|
1.042 |
|
40 |
|
0,180 |
140 |
|
0.733 |
240 |
|
1,073 |
|
50 |
|
0,259 |
150 |
|
0,759 |
250 |
|
1.112 |
|
60 |
|
0,347 |
162,8 |
|
0,797 |
260 |
|
1,144 |
|
70 |
|
0,406 |
170 |
|
0,814 |
270 |
|
1,175 |
|
80 |
|
0,464 |
180 |
|
0,852 |
280 |
|
1,214 |
|
90 |
|
0.525 |
190 |
|
0,884 |
290 |
|
1,255 |
|
100 |
|
0,577 |
200 |
|
0,923 |
300 |
|
1,294 |
|
Т а б л и ц а |
4.5. |
1,4-Полибутадиен |
[202] |
|
|
|
|
|
|
т. к |
Ср, |
кДж/(кр.К) |
т, к |
Ср, |
кДж/(кг«К) |
т, к |
Ср, |
к Д ж Д к . К ) |
|
транс- Форм а |
|
210 |
|
|
1.372 |
30 |
|
0,2179 |
|
10 |
|
0,0148 |
220 |
|
|
1,456 |
40 |
|
0,2985 |
|
230 |
|
|
1*543 |
50 |
|
0,3693 |
||
20 |
|
0.0891 |
|
|
|
||||
|
240 |
|
|
1.638 |
60 |
|
0,4286 |
||
30 |
|
0.1794 |
|
|
|
||||
|
250 |
|
1,745 |
70 |
|
0,4837 |
|||
40 |
|
0.2660 |
|
|
|||||
|
260 |
|
|
1,859 |
80 |
|
0,5374 |
||
50 |
|
0,3465 |
|
|
|
||||
|
270 |
|
|
1,982 |
90 |
|
0,5892 |
||
60 |
|
0.4171 |
|
|
|
||||
|
273,15 |
|
2,023 |
100 |
|
0,6402 |
|||
70 |
|
0,4787 |
|
|
|||||
|
280 |
|
|
2.113 |
ПО |
|
0,6904 |
||
80 |
|
0,5362 |
|
|
|
||||
|
290 |
|
|
2,253 |
120 |
|
0,7404 |
||
90 |
|
0.5919 |
|
|
|
||||
|
298,15 |
|
2.402 |
130 |
|
0,7916 |
|||
100 |
|
0.6467 |
|
|
|||||
|
300 |
|
|
2,458 |
140 |
|
0,8434 |
||
ПО |
|
0.6999 |
|
|
|
||||
|
310 |
|
|
3,370 |
150 |
|
0,8967 |
||
120 |
|
0.7525 |
|
|
|
||||
|
317 |
|
|
2,232* |
160 |
|
0,997 |
||
130 |
|
0,8047 |
|
|
|
||||
|
320 |
|
|
2,294* |
170 |
|
1,289 |
||
140 |
|
0,8553 |
|
|
|
||||
|
330 |
|
|
2,505* |
180 |
|
1,364 |
||
150 |
|
0,9057 |
|
|
|
||||
|
340 |
|
|
2,726* |
190 |
|
1,402 |
||
160 |
|
0,9560 |
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
200 |
|
1,472 |
||
170 |
|
1.008 |
|
|
|
|
|
||
|
ц и с - Ф о р м 2 |
|
|
210 |
|
1,562 |
|||
180 |
|
1.070 |
|
|
|
||||
|
10 |
I| |
|
0.0218 |
220 |
|
1,679 |
||
190 |
|
1,157 |
|
|
|||||
200 |
|
1.272 |
20 |
| |
|
0,1206 |
|
|
|
т, к |
Ср, кДж/(кг«К) |
т. к |
Ср, кДж/(кг* К) |
Т , к |
Ср, кДж/(кг.К) |
230 |
1.826 |
270 |
1.771 |
298,10 |
1.854 |
240 |
2.126 |
273,15 |
1,782 |
300 |
1.859 |
250 |
2.693 |
280 |
1.803 |
310 |
1.882 |
262 |
1.745 |
290 |
1.832 |
|
|
П р и м е ч а н и е . Звездочкой обозначены данные для спиральной конформации цепи в кристалле.
Т а б л и ц а |
4.6. Полибутен-1 изотактический |
(кристалличность |
0,44) |
f!22, 201] |
||||
т, к |
С р• |
кДж/(кг»К) |
т, к |
С р , |
кДж/(кг»К) |
т, |
к |
С р, кДж/(кг« К) |
10 |
|
0,0171 |
160 |
|
1.002 |
298.15 |
2,000 |
|
20 |
|
0,0965 |
170 |
|
1,053 |
300 |
|
2,016 |
30 |
|
0,1817 |
180 |
|
1,106 |
310 |
|
2,101 |
40 |
|
0,2649 |
190 |
|
1,161 |
410 |
|
2,100 |
50 |
|
0,3433 |
200 |
|
1.219 |
420 |
|
2.152 |
60 |
|
0,4147 |
210 |
|
1,281 |
430 |
|
2,200 |
70 |
|
0,4813 |
220 |
|
1,349 |
440 |
|
2.242 |
80 |
|
0,5470 |
230 |
|
1,437 |
450 |
|
2,296 |
90 |
|
0,6113 |
240 |
|
1.540 |
460 |
|
2,333 |
100 |
|
0,6734 |
250 |
|
1,629 |
470 |
|
2,377 |
П О |
|
0.7335 |
260 |
|
1,703 |
480 |
|
2,423 |
120 |
|
0,7904 |
270 |
|
1.777 |
490 |
|
2,470 |
130 |
|
0,8640 |
273,15 |
|
1.801 |
500 |
2,503 |
|
140 |
|
0.8996 |
280 |
|
1.854 |
510 |
|
2.550 |
150 |
|
0,9513 |
290 |
|
1,933 |
520 |
|
2,588 |
Т а б л и ц а |
4.7. |
Полибутилакрилат [305] |
|
|
|
|
||
7, К |
Ср, кД ж /(кг«К ) |
т, к |
С р, |
к Д ж /(к г.К ) |
г. к |
Срш кД ж /(кг* К) |
||
90 |
|
0,700 |
180 |
|
1,059 |
290 |
1,813 |
|
100 |
|
0.750 |
190 |
|
1,120 |
300 |
1,835 |
|
110 |
|
0,798 |
200 |
|
1.210 |
310 |
1,860 |
|
120 |
|
0,840 |
220 |
|
1,688 |
320 |
1,886 |
|
130 |
|
0.877 |
230 |
|
1,705 |
330 |
• 1,912 |
|
140 |
|
0.906 |
240 |
|
1.720 |
340 |
1,933 |
|
150 |
|
0.939 |
250 |
|
1,741 |
350 |
1,960 |
|
160 |
|
0.972 |
260 |
|
1.760 |
360 |
1,990 |
|
170 |
|
1,010 |
270 |
|
1,777 |
380 |
2,051 |
|
|
|
|
280 |
|
1,793 |
400 |
2,100 |
|
Т а б л и ц а |
4.8. |
Полибутилметакрилат |
1305] |
|
|
|
|
|
Т, к |
Ср, |
к Д ж Д к г.К ) |
т, к |
Ср* |
к Д ж / ( к р * К ) |
т, |
к |
С р , кД ж /(кг*К ) |
80 |
|
0,540 |
ПО |
|
0,702 |
130 |
0,810 |
|
90 |
|
0.596 |
120 |
|
0,759 |
140 |
0,869 |
|
100 |
|
0,648 |
|
|
|
|
|
|
Т, к |
Ср, кД ж /(кг*К ) | |
Т, К |
Ср, к Д ж /(к г.К ) |
1 |
|
|
J |
Ср, кД ж /(кг»К ) |
|||||
|
|
|
|
|||
100 |
0,444 |
190 |
0,755 |
270 |
1,128 |
|
110 |
0,483 |
200 |
0,788 |
280 |
1,175 |
|
120 |
0,516 |
210 |
0,825 |
290 |
1,218 |
|
130 |
0.550 |
220 |
0.868 |
300 |
1,260 |
|
140 |
0,586 |
230 |
0,925 |
310 |
1,304 |
|
150 |
0.619 |
240 |
0,989 |
320 |
1,353 |
|
160 |
0.653 |
250 |
1,040 |
330 |
1,403 |
|
170 |
0,687 |
260 |
1,087 |
340 |
1,454 |
1800,720
Та б л и ц а 4.12. Поливинилиденхлорид [40]
т, к |
Ср, кДж/(кг*К) |
т , к |
Ср, кДж/(кг*К) |
т, к |
Ср, кДж/(кг.К) |
25 |
0,0477 |
150 |
0,488 |
250 |
0,704 |
50 |
0,178 |
175 |
0.537 |
275 |
0,761 |
75 |
0,284 |
200 |
0,591 |
298,15 |
0,854 |
100 |
0,378 |
225 |
0,653 |
300 |
0.858 |
1250.439
Та б л и ц а 4.13. Поливинилтриметнлсилан [82J
г. к |
Ср, кДж/(кр*К) | |
т, к |
Ср, кДжДкг* К) |
т, к |
Ср, |
К ДжДкг.К) |
||
50 |
|
0,466 |
140 |
1,120 |
230 |
|
1.472 |
|
60 |
|
0.541 |
150 |
1,172 |
240 |
|
1,513 |
|
70 |
|
0,620 |
160 |
1.214 |
250 |
|
1.558 |
|
80 |
|
0,700 |
170 |
1.255 |
260 |
|
1,602 |
|
90 |
|
0.777 |
180 |
1,293 |
270 |
|
1.650 |
|
100 |
|
0,849 |
190 |
1.329 |
280 |
|
1,703 |
|
ПО |
|
0,925 |
200 |
1,362 |
290 |
|
1,750 |
|
120 |
|
0,995 |
210 |
1,397 |
300 |
|
1.795 |
|
130 |
|
1,060 |
220 |
1,434 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
1.14. |
Поливинилфторид |
[367) |
|
|
|
|
|
т, к |
Ср, |
кД ж /(к г*К ) |
т, |
к |
Ср, кД ж Д кг-К ) |
Т, к |
Ср, |
кД ж /(кг*К ) |
10 |
|
0,0102 |
130 |
0.627 |
240 |
|
1,025 |
|
20 |
|
0,0606 |
140 |
0,662 |
250 |
|
1,169 |
|
30 |
|
0,124 |
150 |
0.697 |
260 |
|
1,112 |
|
40 |
|
0,185 |
160 |
0.733 |
270 |
|
1,155 |
|
50 |
|
0,256 |
170 |
0.762 |
280 |
|
1,207 |
|
60 |
|
0,315 |
180 |
0.796 |
290 |
|
1,254 |
|
70 |
|
0,373 |
190 |
0,830 |
300 |
|
1,300 |
|
80 |
|
0.442 |
200 |
0.866 |
310 |
|
1.343 |
|
90 |
|
0,480 |
210 |
0.905 |
320 |
|
1,396 |
|
100 |
|
0,518 |
220 |
0,943 |
330 |
|
1,451 |
|
110 |
|
0.554 |
230 |
0.986 |
340 |
|
1.510 |
|
120 |
|
0,592 |
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4Л5. |
Поливинилхлорид [15, |
40J |
|
|
|
т, к |
Ср, кДжДкг-К) |
г, К |
Ср, кДжДкг-К) |
т, К |
Ср, кД ж Д кг-К ) |
|
25 |
|
0.0584 |
160 |
0,584 |
280 |
0,886 |
50 |
|
0,226 |
175 |
0,615 |
298.15 |
0,959 |
60 |
|
0,285 |
180 |
0,626 |
300 |
0,953 |
75 |
|
0,354 |
200 |
0,675 |
320 |
1,019 |
80 |
|
0,373 |
220 |
0.725 |
340 |
1,099 |
100 |
|
0,431 |
240 |
0,770 |
360 |
1,475 |
120 |
|
0,488 |
250 |
0,797 |
380 |
1.569 |
125 |
|
0,498 |
260 |
0,820 |
400 |
1,663 |
140 |
|
0.536 |
275 |
0,865 |
420 |
1,741 |
150 |
|
0,558 |
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4.16. Полигексен-1 [154] |
|
|
|
||
г , к |
Ср, |
к Д ж Д к г'К ) |
г , к |
Ср, кДжДкг* К) |
т, к |
Ср, кДжДкг* К) |
21,9 |
|
0,1225 |
85.7 |
0,6150 |
150,6 |
1,012 |
24,9 |
|
0.1445 |
90,5 |
0.6870 |
155,7 |
1,047 |
30,3 |
|
0.1980 |
99,5 |
0,700 |
160,9 |
1.080 |
35,3 |
|
0.2451 |
106,0 |
0.747 |
166,0 |
1,106 |
39.8 |
|
0,2814 |
110,4 |
0,768 |
170,9 |
1,137 |
44,6 |
|
0.3206 |
114,7 |
0.787 |
175,8 |
1.170 |
50,1 |
|
0,3635 |
120.9 |
0,835 |
180,2 |
1,206 |
С С А |
|
г% л п о п |
1 ОС Q |
0 868 |
185,9 |
1 239 |
|
|
|
1 |
|||
60,2 |
|
0.4392 |
129,7 |
0.887 |
189.4 |
i.260 |
65.1 |
|
0.4795 |
135,4 |
0,923 |
196,1 |
1,310 |
70,4 |
|
0.5098 |
139,6 |
0.948 |
250 |
1.886 |
75.0 |
|
0.5392 |
145,2 |
0,980 |
300 |
2,130 |
80.20.5760
Т а б л и ц а |
4.17. |
Полиизобутилен [15] |
|
|
|
|
|
|||
7 , К |
Ср, кДж Дкг» К) |
|
т, к |
Ср, кД ж /(кр*К ) |
|
Т, К |
|
Срш кДж Дкг-К) |
||
10 |
|
0,0181 |
|
100 |
|
0,5520 |
|
240 |
|
1,705 |
20 |
|
0,0832 |
|
ПО |
|
0.617 |
|
260 |
|
1,789 |
30 |
|
0.1398 |
|
120 |
|
0,681 |
|
280 |
|
1,870 |
40 |
|
0,1918 |
|
140 |
|
0,806 |
|
300 |
|
1,958 |
50 |
|
0.2400 |
|
160 |
|
0,925 |
|
320 |
|
2,048 |
60 |
|
0,2990 |
|
180 |
|
1,035 |
|
340 |
|
2.212 |
70 |
|
0,3586 |
|
200 |
|
1,420 |
|
360 |
|
2,230 |
80 |
|
0.4217 |
|
220 |
|
1,622 |
|
380 |
|
2,321 |
90 |
|
0.4868 |
|
|
|
|
|
|
|
|
Т а б л и ц а |
4.18. |
Полиметакриловая |
кислота |
[15, 81] |
|
|
|
|
||
Г . К |
Ср, |
кД ж /(кг* К) |
|
г . к |
Ср, |
кД ж Д кг* К) |
1 Г*К |
|
Ср, кД ж Д кг-К ) |
|
25 |
|
0,0545 |
|
40 |
|
0.173 |
|
60 |
j |
0,30] |
30 |
|
0.0990 |
1 |
50 |
|
0,244 |
|I |
70 |
1| |
0.360 |