Надмолекулярная структура в значительной мере определяет механические свойства полимерных материалов. Наиболее важными методами изучения процессов кристаллизации и ориентации в полимерах являются рентгенография (электронография), электронная микроскопия, методы двойного лучепреломления и определения плотности и удельного объема полимеров. При измерении степени кристалличности наряду с рентгенографией применяют спектроскопию ЯМР и ПК с нарушенным полным внутренним отражением. ...

Известно, что первым продуктом окисления полимеров является гидропероксид. Количественно гидропероксиды можно определить на основе их способности окислять органические и неорганические соединения. Наиболее распространенный метод анализа - иодо-метрическое титрование.

Весьма информативным, но редко используемым в нашей стране является метод хемолюминесценции, с помощью которого можно изучать процессы окисления разнообразных веществ и кинетику образования и гибели пероксидных радикалов [28].

Кроме гидропероксидных, в процессе термоокислительной и механодеструкции образуются гидроксильные и карбонильные группы, происходит уменьшение содержания двойных связей в полимерах. Эти изменения могут быть зафиксированы методами химического ифизико-химического анализа. При применении ИК-спектроскопии [29] измеряют изменение интенсивности полос поглощения соответственно при 3450, 1700-1750 и 967 см"1. Полосы поглощения, связанные с колебаниями бензольного кольца (1600, ...

Понятие термостойкости полимерных материалов довольно неоднозначно. С одной стороны, оно характеризует температурный интервал плавления или температуру размягчения полимера; с другой стороны, под термостойкостью понимают верхнюю предельную температуру, при которой в определенных условиях и при заданном времени выдержки не происходит существенных изменений механических или электрических свойств полимера. Тепло- и термостойкость полимеров связаны с их химическим строением и определяются физическими (температура плавления и температура стеклования) и химическими (стойкость к термической и термоокислительной деструкции) факторами. При кратковременном тепловом воздействии влияние оказывают факторы физические, в случае длительной термостойкости решающими являются химические факторы.

Для оценки термостойкости полимеров применяют экспресс-методы, позволяющие охарактеризовать температурные зависимости различных химических превращений и физических свойств, и длительные испытания. ...

Понятие о свободном объеме вещества связано с понятием плотности упаковки его молекул; которая оценивается коэффициентом упаковки, представляющим собой отношение собственного объема макромолекул к истинному объему тела, составленного из данных макромолекул. Собственный объем рассчитывается теоретически по известным значениям радиусов атомов при условии, что все атомы в молекуле касаются друг друга; истинный объем вещества вычисляется на основе экспериментальных значений его плотности (V = М/р).

Если обозначить молекулярную массу звена полимера Мзв и плотность полимера р„, то истинный объем, занимаемый одним молем звеньев полимера, составит

Другой важной величиной, характеризующей плотность упаковки полимеров, является величина AV, равная разности истинных объемов полимера V„ и мономера VM. Плотность полимера всегда больше плотности мономера, поскольку в процессе полимеризации вещество уплотняется. Поэтому V„ всегда меньше VM и AV отрицательна. Однако сравн ...

Характеристиками макроструктуры полимеров, оказывающей существенное влияние на их поведение при переработке, являются средняя молекулярная масса, молекулярно-массовое распределение (ММР), степень разветвленности макромолекул и содержание геля. ...

Чаще всего для определения относительных количеств наполнителя в разных фазах полимерной смеси используют методы электронной микроскопии. В ТЭМ и СЭМ основной проблемой является получение межфазного контраста. Для определенных комбинаций полимеров, например включающих хлорированный каучук, можно получить контраст по атомным числам. Атомы хлора намного менее прозрачны для электронов, чем негалогенированные полимеры, и могут быть определены как методами ТЭМ, так и методом СЭМ. Однако разрешение в методе СЭМ при сканировании рентгеновскими лучами невысоко. Использование методов электронной микроскопии наиболее целесообразно для бинарных смесей, один из полимеров в которых способен к образованию межфазового контраста.

Для исследования наполненных систем может использоваться метод дифференцированного набухания. При изучении этим методом смесей СКИ-СКД с низким наполнением техническим углеродом (5-20 мае. ч. на 100 мае. ч. каучука) показано, что наполнитель преимущественно рас ...

Даже незначительные химические превращения при нагружении полимеров могут существенно повлиять на их свойства: например, разрыв только одной связи в середине цепи, состоящей из 10000 звеньев, вызывает снижение молекулярной массы полиэтилена на 70,
тысяч. Научное направление, которое изучает химические превращения полимеров под действием механических сил, называют механохимией. Отличительной особенностью механохимических реакций, является отрицательный температурный коэффициент. Механохимические процессы оказывают максимальное воздействие на полимеры с более высокой молекулярной массой [32].
При изучении скорости механодеструкции необходимо контролировать реакции рекомбинации, образования разветвлений и поперечных связей. Одним из методов контроля является введение достаточных количеств акцептора, стабилизирующего образующиеся paдикалы. Однако под влиянием акцепторов и ингибиторов окисления может изменяться равновесие между разл ...

Динамические механические методы Эти методы используются в приборах, отличающихся по принципу действия, частотному диапазону, способу крепления образца и возбуждения его колебаний. По принципу возбуждения колебаний приборы делятся на четыре группы:

1. Приборы, работающие в режиме вынужденных нерезонансных колебаний (колебания возбуждаются в образце на любой произвольной частоте). Механические потери и модули рассчитывают по амплитуде деформации и разности фаз между напряжением и деформацией.

2. Приборы, работающие по принципу свободнозатухающих резонансных колебаний, частота которых при прочих равных условиях определяется только величиной модуля (жесткости) образца. Известно, что в стеклообразных полимерах частота выше, чем в высокоэластических. По затуханию колебаний рассчитывают механические потери, а по частоте - динамический модуль.

3. Приборы, работающие в режиме вынужденных резонансных колебаний. Характеризуются тем, что динам ...

ДСК - метод, весьма схожий с ДТА, но лишенный отмеченного выше недостатка, поскольку фиксирует зависимость теплового потока dH/dT (Дж/с), требуемого для поддержания одинаковыми температуры образца и эталона, от температуры [16]. Кривая ДСК по форме такая же, как и в методе ДТА, но по площади пиков количественно рассчитываются тепловые эффекты.

Схематически различие методов ДТА и ДСК можно представить следующим образом. В ДТА образец и эталон нагреваются одним источником теплоты, а температуру измеряют введенными в них чувствительными датчиками. Характерными чертами ДСК являются наличие индивидуальных нагревателей для калориметрических камер образца и эталона, а также используемый принцип сбалансированного нуля. Калориметр состоит из введенных в электрическую цепь нагревателя контуров средней и дифференциальной температур. Первый обеспечивает изменение температуры образца и эталона с заданной программным устройством постоянной скоростью, а второй - при возникновении в обр ...

ДТА основан на определении температуры, при которой нагреваемый образец претерпевает какие-либо превращения (физические или химические), сопровождающиеся тепловым эффектом (выделением или поглощением теплоты). Так, при окислении теплота будет выделяться, при термическом разрушении - поглощаться.

Существует много различных приборов для ДТА, различающихся устройством нагревательного элемента, регистрирующих приборов и т.п. Однако принцип действия этих приборов, в общем, один и тот же. Если подвергнуть одновременному нагреванию два образца, в одном из которых (испытуемом) происходят изменения, а в другом (эталонном) изменений не происходит, то тепловые потоки, а следовательно, и температуры образцов будут различными. Разность в температурах в исследуемом образце и эталоне характеризует интенсивность процесса, а температура, при которой наблюдается экстремальная разность, указывает условия протекания процесса.

Поэтому во всех конструкциях приборов предусмотрен ...