Термины, связанные с цементом. Коэффициент термического

Главная --> Справочник терминов

Коэффициент термического Коэффициент теплового ста-

С увеличением молекулярной массы тройных сополимеров возрастает степень вулканизации, напряжение при удлинении 300%, сопротивление разрыву, эластичность по отскоку, износостойкость и снижается теплообразование и накопление остаточной деформации вулканизатов. С повышением непредельности сополимеров с близкой вязкостью по Муни возрастает их жесткость и восстанавливаемость, снижается характеристическая вязкость и пластичность; вальцуемость при этом улучшается. Вулканизаты сополимеров с большей непредельностью имеют более низкие коэффициент теплового старения, морозостойкость и износостойкость (см. табл. 2) [60, 61].

где a. f - коэффициент теплового расширения при Тс. Очевидно, в общем виде можно записать

Большое значение имело создание композитного материала, в котором тефлон (в виде волокна) сочетается с прочными металлическими волокнами. Подшипники из подобного материала применяются в "узлах подвесок реактивных двигателей и в подвесках шасси самолетов (например, в английском пассажирском реактивном самолете «Комета» установлено около 400 подшипников на основе тефлона). Принцип работы такого подшипникового материала заключается еще и в том, что металлическая губка отводит возникающую на поверхности трения теплоту и несет основную часть нагрузки, а поверхностный слой тефлона выполняет роль смазки. В местах, где слой тефлона перестает существовать, начинается трение стали по бронзе. Коэффициент трения в этом месте увеличивается, вследствие чего повышается температура. Так как тефлон имеет значительно больший коэффициент теплового расширения, чем бронза, он выделяется из пор и вновь создает на поверхности трения смазочную пленку.

Как известно (см. гл. 7), длина сегментов макромолекул разных полимеров разная, однако для упаковки в объеме это не имеет принципиального значения, и для всех полимеров свободный объем, приблизительно равный 2,5%, является критическим. При его достижении в системе прекращается тепловое перемещение сегментов и не развиваются большие обратимые деформации. Поскольку все полимеры в эластическом состоянии имеют примерно одинаковый коэффициент теплового расширения, приращение сво-

При охлаждении значительно уменьшается свободный объем. Коэффициент теплового расширения (сжатия) полимеров в эластическом состоянии составляет (6—7) -10~4 1/град. Можно полагать, что при достаточном охлаждении свободный объем должен упасть до нуля, но в действительности этого не происходит, поскольку сегменты макромолекул, в которые входит по 5—20 атомов углерода, могут участвовать в тепловом движении лишь при наличии достаточных по размеру пустот или «дырок» по соседству с ними. В эти дырки и перемещаются сегменты в процессе теплового движения. Если свободный объем становится менее 2,5% от общего объема полимера, размеры дырок и их число становятся настолько малыми, что тепловое перемещение сегментов прекращается. Этому способствует и то обстоятельство, что при сжатии тела в результате охлаждения возрастает интенсивность межмолекулярного взаимодействия за счет сближения молекул.

На рис. 10.1 показано уменьшение удельного объема при понижении температуры. Видно, что после достижения Тс удельный объем при дальнейшем охлаждении меняется гораздо медленнее. Действительно, для полимеров в стеклообразном состоянии коэффициент теплового расширения составляет только 2-10~4 1/град. В области стеклообразного состояния изменение ближнего порядка при охлаждении уже не происходит и удельный объем уменьшается только за счет уменьшения расстояний между молекулами. Это определяет объем, занимаемый самими молекулами («занятый» объем). Удельный объем и занятый объем уменьшаются с одинако-ЕОЙ скоростью, поэтому свободный объем полимера практически не уменьшается при охлаждении ниже /с- Расчет показал, что если бы полимер сохранял способность к изменению ближнего порядка при охлаждении до 7*<ГС, то можно было бы достичь нулевого значения свободного объема при 70 "а 51,6° ниже Тс.

И наконец, когда при дальнейшем охлаждении вязкость становится очень большой, структура перестает изменяться. Температура, ниже которой структура жидкости перестает изменяться25, называется температурой стеклования — Гс. Ниже этой температуры изменение удельного объема происходит в малой степени, т.е. наблюдается более низкий коэффициент теплового расширения. Понижение удельного объема после стеклования при дальнейшем охлаждении протекает, так же как и в кристаллических телах, исключительно за счет уменьшения межмолекулярных расстояний. На графике изменения удельного объема жидкости от температуры обнаруживается перелом, соответствующий температуре стеклования Тс.

В переходной области полимерные стекла характеризуются поведением, напоминающим термодинамический переход второго рода. Характеристический эффект наблюдается, когда при нагревании отожженных или медленно охлажденных стеклообразных полимеров в области перехода имеет место резкое увеличение объема (V) и энтальпии (АЯ) и лишь затем выше Т8 система приходит в состояние равновесия. Коэффициент теплового расширения (а) и

Усь — свободный объем, определяемый концами цепей, р — плотность полимера, Л/д — число Авогадро (разд. 40.3), а — коэффициент теплового расширения. Уравнение (32.8) — это уравнение прямой линии в координатах Те — М^1 (рис. 32.7) . Свободный объем, определяемый концами цепей ]/сь, можно рассчитать из наклона этой прямой, так как а0 и р известны. Было найдено, что для полистирола Усъ составляет 80 А3, что отвечает примерно половине размера мономерного стирольного звена, К. равняется 2-Ю5.

а,\ и а,2 — коэффициент теплового расширения растворителя (пластификатора) и полимера соответственно, индекс г относится к вы-

Коэффициент термического сопротивления на границе «стенка — поток» приблизительно пропорционален скорости потока в степени 0,8. Чем выше

Коэффициент термического сопротивления воздушной пленки можно определить из выражения

по отношению к воздуху 7,3 Коэффициент термического расширения

где а j - коэффициент термического расширения при температуре Т; fc - доля свободного объема при Т< Гс, равная 0,025±0,003 (правило Симхи - Бойера).

Если осс - коэффициент термического расширения при температуре стеклования, то для гибкоцепных полимеров

где Т- температура, К; У- механический эквивалент тепла; а т - коэффициент термического расширения жидкости.

Макромолекулы пентона содержат 45,5% хлора. Однако хлор-метильные группы полимера связаны с теми углеродными атомами основной цепи, при которых не имеется атомов водорода. При нагревании полимера это исключает возможность отщепления хлористого водорода, обычно ускоряющего дальнейшую термическую деструкцию таких полимеров, как поливинилхлорид, поливинилиденхлорид, и кроме того, придает пентону высокую термическую устойчивость. Расплав пентона имеет сравнительно низкую вязкость, что облегчает его переработку в изделия методом литья под давлением. Коэффициент термического расширения пентона значительно ниже, чем для полиэтилена, и примерно аналогичен коэффициенту расширения полистирола и полиами-

14.4. Подпитка при литье под давлением. Используя данные, приведенные па рис. 14.'2, оцените скорость течения при подпитке по перепаду давления Р, — Р2 или Р, —• Ря, полагая, что за период времени 1,5<С t<^. 3 с в местах расположения датчиков давления Р,, Р, и Я, не произошло образования пристенного слоя затвердевшего полимера. Размеры распределителя и впуска те же, что и в Задаче 14.3. Можно считать, что при таких малых объемных расходах расплав ведет себя как ньютоновская жидкость с вязкостью, рассчитанной по реологическим данным, приведенным в Задаче 1-1.3. Сравните полученный результат с расчетом соответствующего термического сжатия расплава в форме за время 1 с. Коэффициент термического расширения расплава полистирола равен 6' 10~4 К"1,температура расплава на входе вформу 202 С, а температура формы 21 °С.

В области перехода эластомеров из жидкого структурного состояния в твердое темп изменения объема с понижением температуры резко уменьшается и коэффициент термического расширения уменьшается примерно в три раза (рис. 10.11). В структурно жидком состоянии полимеров каждой температуре соответствует вполне определенная равновесная структура, характеризуемая ближним порядком в расположении сегментов цепей. Например, эластомер выше Тс представляет собой структурированную высокомолекулярную жидкость (линейный полимер, сшитый поперечными связями). При Т>Т(. процессы перегруппировки сегментов протекают настолько быстро, что равновесная структура успевает устанавливаться вслед за изменением температуры. Изменение объема эластомеров обусловлено одновременным изменением взаимного расположения сегментов и средних расстояний между ними.

Использование в качестве наполнителей технического углерода и графита позволило разработать композиции с исключительно низким тепловым расширением, коэффициент термического расширения которых приближается к коэффициенту стали и других металлов. Успешное применение фенопластов обусловливается сочетанием экономичности и улучшенных эксплуатационных свойств.

мость объема изделия от температуры характеризуется внезапным подъемом при температуре фазового перехода; коэффициент термического расширения возрастает при температурах выше температуры стеклования.

Количества конденсата Количества метилового Количества нитрующей Количества органических Количества перманганата Количества побочного Количества поперечных Количества производных Качественной характеристики