химическая технология - 9.4. Теплофизические свойства полимерных материалов - 110 - читать

Общая химическая технология полимеров(Страница: 110)

Страница: 
110

химическая технология читать 9.4. Теплофизические свойства полимерных материалов 110

Теплофизические свойства объединяют большую группу показателей, а именно: теплостойкость, термостойкость, жаростойкость, горючесть, теплоемкость, тепло- и температуропроводность, коэффициент линейного расширения. Знание теплофизических свойств необходимо для выбора параметров процессов переработки полимерных материалов в изделия с использованием нагревания или охлаждения рабочего тела, переводя его из одного физического состояния в другое.

Описание свойств начнем с теплового расширения полимерных материалов, используя при этом коэффициент теплового расширения. Он показывает общее изменение размеров физического тела в функции температуры. Он подразделяется на

image78.png

Здесьl0иV0- значения длины или объема образца при начальной температуре измерения,lиV- значения тех же величин при конечной температуре измерения,∆Т =Т-Т0- разность температур начала и окончания измерения.

В расчетах используют также коэффициент теплового расширения:

image79.png

Между собой величины а иεсвязаны соотношением

image80.png

где р - плотность,М- молекулярная масса.

Изменения коэффициентов теплового расширения (α,β) полимерных материалов от температуры показаны на рис. 9.2.

Из рис. 9.2 видно, что на кривой наблюдается перелом, т. е. скачкообразное увеличение значения коэффициента теплового расширения. Температура, при которой наблюдается это явление, называется температурой стеклования (TСТ).

image81.jpeg

Рис. 9.2. Зависимость коэффициентов теплового расширения от температуры

Основными теплофизическими коэффициентамиявляются следующие:

λ- коэффициент теплопроводности;

с- удельная теплоемкость;

α- коэффициент температуропроводности,

R- тепловое сопротивление.

Теплопроводностью называют процесс переноса тепла от более нагретых частей тела к менее нагретым, приводящий к выравниванию температур. Ее характеризуют коэффициентом, равным количеству тепла Q, протекающего в единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению потока тепла при перепаде температуры в 1 К на единицу длины:

image82.png

гдеdQ- количество тепла, переносимое через площадьdSза времяв направлении нормали к этой площадке в сторону убывания температуры

image83.png
-градиенттемпературы.

Передача тепловой энергии полимером происходит за счет тепловых колебаний кинетических фрагментов макромолекул.

Теплопроводность зависит от температуры, физического и фазового состояния и структуры полимера. Кристаллизация приводит к росту теплопроводности тем большему, чем выше степень кристаллизации. Плавление кристаллов сопровождается сильным уменьшением теплопроводности до постоянного значения, характерного для аморфных полимеров. Увеличение разветвленности макромолекулы, появление длинных боковых заместителей создает дополнительное сопротивление передаче энергии и приводит к снижению теплопроводности полимера. Так, например, ПЭНП имеетλ=0,38 Вт/(м∙К), а ПП (атактический) имеет 0,175 Вт/(м∙К).

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,063
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,686
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,218