Розділ іі. Об’єкти та методи досліджень

2.1. Фізико-хімічні характеристики полівінілхлориду, як типового представника лінійних аморфних полімерів

Науковий та прикладний інтерес становлять наповнені полімерні системи, в яких під впливом зовнішніх силових та температурних полів реалізується оптимальне поєднання очікуваних фізичних властивостей компонентів [26]. При цьому особливу увагу викликають композиції на основі гнучколанцюгових полімерів [27, 28].

Як основний об’єкт досліджень був вибраний лінійний гнучколанцюговий полімер вінілового ряду – полівінілхлорид. Важливо зазначити, що ПВХ як один із представників аморфних полімерів є багатотоннажним, володіє досить широким спектром змін структурної організації на різних рівнях. Досліджували ПВХ суспензійної полімеризації марки С–65 [29], очищений переосадженням із 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 [30], склала 1,410⁵.

Основні фізико-механічні характеристики блочного ПВХ представлені в таблиці 2.1.

Таблиця 2.1.

Основні фізико-механічні характеристики ПВХ

Показники	Значення
Густина при 293К, кг/м310-3	1,35  1,43
Твердість за Брінелем, МН/м2	130  160
Міцність, МН/м2 при розтягу при згині	40  60 80  120
Модуль пружності при розтягу, 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/(кгК)	0,85  2,14
Теплопровідність, Вт/(мК) при температурі 90  340 К	0,125  0,175
Коефіцієнт об’ємного термічного розширення, К-1104 при температурі 293  357 К	3  4,2
Температурний коефіцієнт лінійного розширення, К-1105 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 за Мартенсом, К	323  353
Питомий електричний опір при 293 К
об’ємний, ГОмм	10  1000
поверхневий, ТОмм	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/моль103	62,5
Енергія активації при термодеструкції за методом Фрімена–Керола, кДж/моль	68
Енергія терморозпаду, кДж/моль	100  110
Електрична міцність кВ/мм при 293 К при 413 К	35  45 < 5

Як розчинник використовували циклогексанон марки ”ХЧ” (Т_кип.=425,5 К; Пд^239К=0,9466). Для більш інтенсивного розчинення ПВХ у циклогексаноні готовий 3%-й розчин нагрівали на водяній бані зі зворотнім холодильником при температурі 310 К.

Із отриманого розчину ПВХ переосаджували трикратним об’ємом метанолу (Т_кип.=335 К; Пд^290К=0,7925). Осаджений полімер багаторазово промивали на вакуумному фільтрі метанолом і висушували на повітрі, а потім у вакуумі – при температурі 320 К до постійної маси протягом 10 годин.

У деяких випадках для порівняння властивостей ПВХ використовувались і фізико-хімічні характеристики полівінілбутираля (ПВБ).