МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ и СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

Определение молекулярной массы и ММР полиме­ров

Успешное использование ГПХ при массовом определении па­раметров ММР полимеров связано с высокой эффективностью мето­да, наглядностью и воспроизводимостью результатов анализа, высо­кой производительностью для любых типов полимеров [59, 60]. Ме­тод более информативен, чем другие методы определения ММР, так как позволяет количественно судить о наличии примесей, например микрогеля, существенно влияющего на технологические свойства эластомеров, или о содержании введенных добавок (пластификаторов, антиокеидантов и др.). При молекулярной массе примерно 50000 точ­ность определения молекулярных масс составляет примерно 5 %. Иногда результаты менее удовлетворительны, так как не всегда поли­меры ведут себя таким образом, как это описывает простая модель. Тем не менее качественную картину состава или ММР пробы поли­мера получают всегда.

Имея набор стандартных образцов (полимеров с известной молекулярной массой), можно получить калибровочную кривую в следующем виде (линейная калибровка):

LgM=C}-C2V или V=C1'-C2'IgM, Г де Си Съ С, С2' - эмпирические коэффициенты.

Чаще наблюдается не линейная, а более сложная зависимость М от V. Полимеры различной структуры на одной и той же колонке дают различные калибровочные зависимости, это же наблюдается при переходе от одного растворителя к другому. Универсальная калибро­вочная кривая, справедливая для линейных полимеров любого типа и

Различных растворителей, экспериментально была установлена А. Бену а в виде следующего соотношения:

InMfrf] = B1-B2V, Где [г}] - характеристическая вязкость раствора полимера.

Эта зависимость обусловлена тем, что величина М[ц] пропор­циональна где R - радиус инерции молекулы. Наличие универсаль­ной зависимости свидетельствует о том, что разделение идет по раз­мерам макромолекул. Эффективность хроматографического разделе­ния определяется величиной - тангенсом угла наклона линейной части калибровочной кривой.

Например, калибровочную зависимость строят по полисти- рольным стандартам. Тогда для перехода от калибровочной зависимо­сти для полистирола к калибровочной зависимости для бутадиен - стирольного каучука в соответствии с принципом универсальной ка­либровки Бенуа можно воспользоваться соотношением, связывающим молекулярные массы стандартного (полистирол) и исследуемого по­лимеров (бутадиен-сгирольный каучук), вымываемых из колонки при одних и тех же значениях V:

LgM2 = (] + aj1 lg (Kj/Kz) + (1+ а})/(1 + A?) JgMIf Где M - молекулярная масса," К и а - параметры уравнения Марка- Куна-Хаувинка; индексы 1 и 2 относятся соответственно к полистиро­лу и бутадиен-стирольному каучуку.

Если неизвестны коэффициенты уравнения Марка - Хаувинка исследуемого образца или не имеется узкодисперсных стандартов, привлекают добавочную информацию. Так, если калибровочные об­разцы полидисперсны (только при соотношении Mw / Мп < 2), то максимум пика хроматограммы соответствует молекулярной массе ММ = ( Mw М„)т. В случаях отсутствия данных об образце парал­лельно с хроматографическим анализом производят измерение каким - либо методом интегральных параметров образцов: MWi Мп,[ц].

Калибровочную кривую для определяемого полимера следует проверить, с этой целью проводят независимое определение молеку­лярной массы. При замене распределительной колонкой особенно при замене носителя, всегда следует вновь проверить калибровочную кривую по стандартам, так как получить два образца неподвижной фазы с полностью идентичным распределением по размерам пор не­возможно.

Информация о ММР позволяет выяснить свойства полимеров, Определяющие их пригодность для производства изделий определен­ного назначения. Найдены [61, 62] зависимости между молекулярной массой (ММР) и такими механическими свойствами полимеров, как соотношение напряжение - деформация (условная прочность при рас­тяжении, относительное удлинение, предел вынужденной эластично­сти, хрупкость и модули упругости), ударопрочноеть, растрескивание и образование микротрещин, усталостные свойства, ползучесть и ре­лаксация напряжения и др. Установлена [63] взаимосвязь между ос­новными характеристиками полимеров - молекулярной массой М, нолидисперсностью. Д, степенью разветвленноети Р - и свойствами полимеров С - условной прочностью при растяжении, вязкостью концентрированных растворов, начальной вязкостью расплава:

С^К Ма Дв Р, с

Где К, а, в, с - константы.

Разработанная [61] без учета роли композиционной неодно­родности (в силу близости констант сополимеризации) и фактора ко­ротко цепочечной разветвленноети математическая модель для пла - стоэластических свойств бутадиен-стирольного каучука имеет вид

С = а MjD"

Полученные зависимости позволяют определить пластоэластические свойства с достаточной для практических целей точностью; область точных оценок лежит в зоне средних и высоких значений показателя жесткости каучука по Дефо.

Методом ГПХ можно изучать продукты разложения, обра­зующиеся при физическом воздействии на полимеры (дробление, из­гиб, нагрев, облучение и т. д.), в результате чего образуются фрагмен­ты с более низкой или более высокой молекулярной массой.

С помощью ГПХ можно также определять радиусы частиц дисперсий полимеров. Так, при разделении дисперсии полиметнлак - рилата с диаметрами частиц от 35 до 239 нм элюентом служила вода, в которую добавляли эмульгатор. Калибровочные кривые дисперсий полистирола и полиметилакрилата идентичны.

МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ СТРУКТУРЫ и СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ

Определение растворимости серы в эластомерах

Чаще всего пользуются оптическими или радиоизотопными методами. Оптические методы предполагают исследование тонких плёнок, приготовленных из композиции. В образцах, которые обяза­тельно должны быть прозрачными, оценивается число частиц серы, однако этот метод …

Безроторные реометры

В безроторных реометрах поведение резиновой смеси в про­цессе вулканизации оценивается в колеблющейся полуформе. Крутя­щий момент, передаваемый через образец, измеряют датчиками в дру­гой полуформе, а непосредственное использование нагретых полу­форм сокращает продолжительность …

Исследование вулканизатов

Деструктивные процессы в вулканизационных сетках, проте­кающие при термоокислительном воздействии в поле механических нагрузок, обусловливают необратимую статическую и динамическую ползучесть (крип). Для эластомерных систем предлагается [36] новый метод ТМА, основанный на …

Как с нами связаться:

Украина:
г.Александрия
тел./факс +38 05235  77193 Бухгалтерия
+38 050 512 11 94 — гл. инженер-менеджер (продажи всего оборудования)

+38 050 457 13 30 — Рашид - продажи новинок
e-mail: msd@msd.com.ua
Схема проезда к производственному офису:
Схема проезда к МСД

Оперативная связь

Укажите свой телефон или адрес эл. почты — наш менеджер перезвонит Вам в удобное для Вас время.