- •Розділ і. Хімічний зв’язок та будова макромолекул
- •Хімічний зв’язок, будова молекул
- •1.2. Виникнення і розвиток поняття макромолекула
- •1.3. Макромолекула, як об’єкт запису і перетворення інформації
- •Розділ іі. Об’єкти та методи досліджень
- •Лінійні аморфні полімери та неорганічні наповнювачі. Отримання зразків.
- •2.2. Використання методів розсіювання світла для визначення макромолекулярних констант
- •Розділ ііі. Макромолекулярні константи лінійних аморфних полімерів та їх систем
- •3.1. Основні геометричні константи макромолекул лінійних аморфних полімерів
- •3.2. Частотний спектр структуроутворень гетерогенних полімерних систем
- •Розв’язок рівняння (3.84) для основного тону коливань підсистеми буде мати вигляд
- •3.3. Макромолекулярні константи і дефект модуля зсуву в гетерогенних полімерних системах
- •Висновки
- •Література
Розділ іі. Об’єкти та методи досліджень
Лінійні аморфні полімери та неорганічні наповнювачі. Отримання зразків.
Як основний об’єкт досліджень був вибраний лінійний гнучколанцюговий полімер вінілового ряду – полівінілхлорид. Важливо відмітити, що ПВХ, як один із представників аморфних полімерів, цікавий як "модельний матеріал", оскільки володіє досить широким спектром змін структурної організації на різних рівнях. Досліджували ПВХ суспензійної полімеризації марки С – 65, очищений переосадженням з розчину, що дозволило позбутися низькомолекулярних домішок, залишків ініціатора, емульгаторів і захисних колоїдів.
Молекулярна маса переосадженого полімера, визначена віскозиметрично в циклогексаноні на візкозиметрі Освальда–Уббелоде при 295 К і розрахована за емпіричним рівнянням Марка–Куна–Хувинка, склала 1,4105.
Основні фізико-механічні характеристики блочного ПВХ представлені в таблиці. 2.1.
Як наповнювач для ПВХ використовували високодисперсний, промисловий порошок вольфраму (W) з переважаючим розміром частинок 7 мкм. Розмір частинок визначали седиментометричним і мікроскопічним аналізом. Основні фізико-хімічні характеристики вольфраму представлені в таблиці 2.2.
Зразки для екпериментальних досліджень готували методом механічного змішування ПВХ з порошком вольфраму, попередньо обробленим CCl4, з подальшим формуванням в Т–р режимі у вигляді пластин товщиною 5 мм і діаметром 25 мм. ПКМ готували двох типів:
без накладання ЕП в процесі формування;
з накладанням ЕП в процесі формування;
з однаковим обємним вмістом наповнювача () в системах.
Таблиця 2.1
Основні фізико-механічні характеристики ПВХ.
Показники |
Значення |
1 |
2 |
Густина при 293К, кг/м310-3 |
1,35 1,43 |
Твердість по Брінелю, МН/м2 |
130 160 |
Міцність, МН/м2 |
|
при розтязі |
40 60 |
при згині |
80 120 |
Модуль пружності при розтязі, ГН/м2 |
3 4 |
Ударна питома в’язкість, кДж/м2 |
2 5 |
Відносне видовження при розриві, % |
5 10 |
Смуги в IЧ-спектрі, см-1 |
2968 310 |
Температура склування, К |
353 |
Температура текучості, К |
453 |
Питома теплоємність, кДж/(кгК) |
0,85 2,14 |
Теплопровідність, Вт/(мК) при температурі 90 340К |
0,125 0,175 |
Коефіцієнт об’ємного термічного розширення, К-1104 при температурі 293 357 К |
3 4,2 |
Температурний коефіцієнт лінійного розширення, К-1105 при температурі 293 357 К |
6 10 |
Питомий об’єм, при тиску 20 МПа і температурі 229 373 К, м3/кг |
0,704 0,730 |
Теплостійкість по Мартенсу, К |
323 353 |
Питомий електричний опір при 293 К |
|
об’ємний, ГОмм |
10 1000 |
поверхневий, ТОмм |
10 100 |
Діелектрична проникність |
3 5 |
Тангенс кута діелектричних втрат |
0,03 0,05 |
Показник заломлення |
1,5 |
Водопоглинання за 24 год, % |
0,4 0,6 |
Морозостійкість, К |
213 258 |
Молекулярна маса, кг/моль103 |
62,5 |
Енергія активації при термодеструкції по методу Фрімена–Керола, кДж/моль |
68 |
Енергія терморозпаду, кДж/моль |
100 110 |
Електрична міцність кВ/мм при 293 К при 413 К |
35 45 < 5 |
Таблиця 2.2
Фізико-хімічні характеристики вольфраму.
Показники |
Значення |
Атомна маса |
183,86 |
Густина, кг/м310-3 |
18,6 19,1 |
Атомний радіус, м10-10 |
1,41 |
Модуль пружності, ГН/м2 |
342 400 |
Модуль зсуву, ГН/м2 |
88 215 |
Твердість по Брінелю, МН/м2 |
1960 2450 |
Часовий опір на розрив, МН/м2 |
699 809 |
Питома теплоємність, Дж/(кгК) |
136 |
Теплопровідність при 300 К, Вт/(мК) |
130 |
Питомий електричний опір при 300 К, нОмм |
55 |
Температурний коефіцієнт лінійного розширення при 373 К, К-110-5 |
4,3 |
Питома поверхня, м2/кг |
51 |
Тип кристалічної гратки |
ОЦК |
Здатність до окислення на повітрі при кімнатній температурі |
не окислюється |
Зразки нагрівали до температури 403 К і під тиском 10 МПа охолоджували до 293 К з накладанням ЕП, напруженістю 1кВ/мм і 5 кВ/мм для ПВХ, та 1 кВ/мм для композицій ПВХ+W, та без нього. Швидкість охолодження зразків становила 4 кВ/хв, час дії електричного поля 30 хв, градієнт постійного електричного поля співпадав з напрямком прикладання силового поля.