Rozkład masy cząsteczkowej

statystyczny charakter procesów polireakcji powoduje, że rezultatem polimeryzacji są makrocząsteczki różniące się wielkością → rozkład (rozrzut) mas cząsteczkowych (dyspersja).

Stereoregularność i jej wpływ

Taktyczność – ogólna nazwa na stereoregularność głównych łańcuchów polimerów. Według definicji IUPAC za taktyczny uważa się taki polimer, w którym konfiguracja absolutna wszystkich merów jest jednakowa, lub powtarza się w regularnych blokach albo sekwencjach.

Taktyczność polimerów ma bardzo silny wpływ na ich własności fizyczne takie jak wytrzymałość mechaniczna, temperatury mięknięcia i krzepnięcia, gęstość, lepkość w stopie, ciepło właściwe, właściwości elektryczne, krystaliczność.

Stan wysokoelastyczny, szklisty

Stan wysokoelastyczny jest stanem fizycznym występującym zarówno dla fazy amorficznej, jak i krystalicznej w zakresie od temperatury zeszklenia Tg

i topnienia Tm do temperatury płynięcia Tf materiału.

Stan twardy wymuszonej elastyczności

Od temperatury kruchości Tk do temperatury topnienia Tm wyróżniamy stan twardy wymuszonej elastyczności, charakterystyczny dla fazy krystalicznej.

Zasada równoważności temperaturowo-czasowej

Na podstawie zachowania się polimeru relaksacyjnego w danej temperaturze można przewidzieć zachowanie się polimeru w innej temperaturze jedynie przez zmianę czasu.

Zasadę tę opisuje równanie:

gdzie: a_T- współczynnik przesunięcia (redukcji), - czas relaksacji w temperaturze T i T₀, h - lepkość w temperaturze T i T₀.

Krótko trwałe metody badań odporności cieplnej

Różnicowa Analiza Termiczna (DTA)

DTA umożliwia wykrywanie efektów cieplnych, które towarzyszą przemianom fizycznym lub chemicznym. Polega na rejestracji różnicy temperatur pomiędzy substancją badaną a substancją wzorcową (odniesienia), względem czasu lub temperatury.

Skaningowa kalorymetria różnicowa (DSC) - technika służąca do pomiaru mocy cieplnej, a dokładniej zmiany różnicy strumienia cieplnego powstającego między próbką badaną i referencyjną w trakcie przemiany termicznej.

DSC polega na utrzymywaniu tych samych temperatur dla próbki badanej i próbki odniesienia oraz pomiarze różnicy strumienia ciepła dostarczanego do obu próbek. Eksperyment może być przeprowadzany w warunkach izotermicznych lub w warunkach narastającej temperatury.

Termograwimetria (TGA)

metodą polegającą na pomiarze temperaturowej zależności ubytku masy próbki w czasie ogrzewania. W metodzie tej pomiary można wykonywać w atmosferze azotu, tlenu, chloru, dwutlenku siarki. Pomiary dostarczają przede wszystkim informacji o stabilności termicznej substancji, składzie, procesie rozkładu termicznego i jego produktach.

Pełzanie

Pełzanie to zjawisko polegające na wzroście odkształceń materiału pod wpływem długotrwałego działania stałego obciążenia, w stałej temperaturze. Pod obciążeniem, wyjściowe uporządkowanie polimeru przed deformacją ulega przekształceniu w inną postać morfologiczną: następuje prostowanie oraz przemieszczanie względem siebie łańcuchów polimeru, zwłaszcza fazy amorficznej, powodujące jego płynięcie.

Efekt Weissenberga

efekt ten obserwuje się podczas ruchu obrotowego płynu lepkosprężystego względem nieruchomego elementu mającego kontakt z tym płynem. Płyn przemieszcza się w brew sile odśrodkowej do osi mieszadła oraz wbrew sile ciężkości przemieszcza się do góry po mieszadle.
Efekt Barusa

jest cechą płynów lepkosprężystych wynikającą z różnic naprężeń normalnych. Efekt ten polega na tym że na wylocie kanału następuje nagłe rozszerzenie wypływającego strumienia a więc przekrój poprzeczny wytłoczyny nie jest równy przekrojowi poprzecznemu dyszy wytłaczarskiej.

Krzywe lepkości

Krzywe płynięcia

Wskaźnik płynięcia - ilość tworzywa które się wytworzy w znormalizowanych warunkach)

Stare MFI - nowe MFR [ g/10 min ]

Stare XXX - nowe MVR [cm³/10 min ]

Etapy polimeryzacji:

a) inicjacja –działanie inicjatora na monomer np. światłem b) propagacja łańcuchowa - dystrybucja masy cząsteczkowej produkt nie ma takiej samej masy w całej objętości c) terminacja – termizacja w której uczestniczą 2 lub więcej monomerów to kopolimeryzacja

Monomer

substancja małocząsteczkowa stosowana do produkcji polimerów.

Polimer

substancje chemiczne o bardzo dużej masie cząsteczkowej, które składają się z wielokrotnie powtórzonych jednostek zwanych merami.

Polimeryzacja

to reakcja, w wyniku której związek chemiczny o małej masie cząsteczkowej zwany monomerem lub mieszanina kilku takich związków reagują same z sobą, aż do wyczerpania wolnych grup funkcyjnych, w wyniku czego powstają cząsteczki o wielokrotnie większej masie cząsteczkowej od substratów, tworząc polimer.

RODZAJE STRUKTUR POLIMERÓW
1. Struktura amorficzna:
- brak uporządkowania cząsteczek

dalekiego zasięgu,

- cząsteczki ułożone w kłębek,
- najsłabsze oddziaływanie

międzycząsteczkowe
- występuje w procesach topnienia i

rozpuszczania,
- w polimerach występuje w stanie

szklistym.
2. Struktura krystaliczna:
- występuje uporządkowanie cząsteczek

bliskiego zasięgu,
- duże oddziaływania międzycząsteczkowe,
- ścisłe ułożenie cząsteczek, na skutek

czego powstaje krystalit.
Struktura krystaliczna zwiększa - sztywność, twardość i odporność na ścieranie, zmniejsza rozpuszczalność, dyfuzję i pęcznienie.
3. Struktura mezofazowa:
- pośrednia pomiędzy amorficzną i krystaliczną,

- występują w polimerach polikrystalicznych.

Podział tworzyw polimerowych ze względu na zastosowanie:

a) konstrukcyjne b) powłokowe c) włóknotwórcze d) adhezyjne e) specjalne

Podział tworzyw polimerowych ze względu na właściwości przetwórcze

1. tworzywa termoplastyczne - uplastyczniające ("topiące") się pod wpływem temperatury np. polietylen, polipropylen, poli(chlorek winylu) itp.

2. tworzywa reaktywne - ulegające reakcji chemicznej sieciowania np. żywice epoksydowe, żywice poliestrowe, kauczuk

Zależność własności od czasu i temperatury

Zależność czasu relaksacji τ polimeru od temperatury wyrażamy zależnością:

Rozszerzalność cieplna polimerów (rozszerzalność termiczna) – właściwość fizyczna polimerów (oraz innych ciał) polegająca na zwiększaniu się ich długości (rozszerzalność liniowa) lub objętości (rozszerzalność objętościowa) w miarę wzrostu temperatury.

Cechą polimerów jest ich słaba przewodność cieplna.

Znane są trzy podstawowe procesy niszczenia łańcuchów polimerowych, prowadzące do zmniejszenia masy cząsteczkowej polimerów . Są to procesy depolimeryzacji, destrukcji i degradacji. Reakcja depolimeryzacji jest przeciwieństwem polimeryzacji i polega

na termicznym rozkładzie polimeru do monomeru. Proces destrukcji polega na rozkładzie łańcuchów polimerowych z wydzieleniem niskocząsteczkowych związków innych niż monomer. Degradacją nazywa się częściowy rozkład polimeru nie na produkty małocząsteczkowe, lecz na fragmenty o dużych, ale mniejszych od wyjściowego polimeru, masach cząsteczkowych.