Дослідження об'ємного вмісту граничного шару в композиції - Загальна характеристика полімерних матеріалів та їх використання
Теплофізичні властивості полімерів залежать від їх будови і особливостей протікання молекулярно-кінетичних процесів на молекулярному і надмолекулярному рівнях.
При розгляді процесу теплопровідності в полімерах використовують уявлення про теплоперенос в діелектриках. В полімерах розглядають два механізми теплопереносу:
- 1. Дифузійний перенос, згідно якого отримуються низькі значення l. 2. Зумовлений вібрацією енергетичних структур, при яких термозбудження виникає в у вигляді фононів, що призводить до більш ефективної передачі тепла.
Для чистого ПВХ температурна залежність lдобре описується емпіричним рівнянням:
L=l0=1,36Ч104Т -0,2Ч10-6Т2 (9.1)
Де l0- коефіцієнт теплопровідності ПВХ, рівний 0,148 Вт/мЧК при Т = 290К.
Для розрахунку lкомпозицій використовують принцип узагальненої теплопровідності, враховуючи, що характерною особливістю структури таких систем являється неперервність полімерної матриці в довільному напрямку і дискретне розміщення частинок наповнювача, а також існування граничного шару на межі поділу фаз.
Під час визначення ефективного коефіцієнта теплопровідності випливає, що його значення залежить від коефіцієнта теплопровідності граничного шару, а саме lдля елементарної комірки рівний.
У формулі (6) фігурує ефективна товщина ГШ -, яка являється однією з кількісних мір взаємодії полімера з наповнювачем.
Визначення LГшДозволяє розрахувати об'ємний вміст граничного шару у гетерогенній полімерній системі. Розглянемо метод її визначення запропонований у
В наповнених полімерних системах дисперсна частинка наповнювача оточена ГШ, що являє собою третю компоненту. В області вмісту наповнювача менш критичного (jН<jКр) Високодисперсний наповнювач не знаходиться в вузлах регулярної структури, займає випадкові положення в просторі. Хаотичне розміщення частинок наповнювача, в цьому випадку, важко визначити математично, як це можна зробити в кристалічній решітці. Однак, при jн<jкрнаповнену систему можна як і раніше моделювати вигляді сукупності частинок наповнювача, розділених полімерним прошарком Lп, на яких адсорбований ГШ товщиною Lгш. Таким чином:
L= Lп+2lгш. (9.2)
Де L - відстань між двома частинками наповнювача. </j</j
В міру зростання вмісту наповнювача в системі все більша кількість полімерної матриці переходить в стан ГШ. Із рівняння адсорбційної ізотерми слідує, що маса ГШ M1 в розрахунку на полімер рівна:
M1= М(1 - е-aN) (9.3)
Де a - коефіцієнт пропорційності, N - Число частинок наповнювача, М - маса полімерної матриці.
Розглянувши ГШ, як сферичний прошарок товщини Lгш Отримаємо, що ефективний об'єм ГШ полімерної системи, що містить N Частинок наповнювача, буде рівним.
Підсумовуючи необхідно відмітити, що об'ємний вміст граничного шару на межі розподілу фаз полімера і наповнювача впливає на такі теплофізичні характеристики полімерної композиції, як ефективний коефіцієнт теплопровідності та інші.
Аналізуючи результати оцінки, отримані у під час вимірювання lГшМожна зробити наступні висновки.
Таблиця 2
Композиція |
JОб, % |
Lгш, Вт/мЧК |
Композиція |
JОб, % |
Lгш, Вт/мЧК |
ПВХ+W |
0,07 |
0,18 |
ПВХ+Cu |
0,12 |
0,26 |
0,22 |
0,23 |
0,38 |
0,29 | ||
0,37 |
0,24 |
0,64 |
0,32 | ||
2,90 |
0,34 |
1,40 |
0,37 | ||
6,60 |
0,39 |
5,00 |
0,47 | ||
9,50 |
0,42 |
11,00 |
0,52 | ||
14,10 |
0,45 |
16,60 |
0,57 | ||
21,90 |
0,47 |
22,30 |
0,61 | ||
38,70 |
0,50 |
33,10 |
0,64 | ||
50,10 |
0,55 |
50,30 |
0,70 | ||
60,30 |
0,62 |
60,10 |
0,81 |
Отримані результати по визначення ефективного коефіцієнта теплопровідності граничних шарів ПВХ і ПВБ систем представлені в табл.2.3-1. Із аналізу якої слідує, що з підвищенням концентрації наповнювача в композиції спостерігається зміна LГш. Так, для систем ПВХ по мірі збільшення вмісту W або Cu в композиції LГшЗростає в усьому діапазоні концентрацій наповнювача. При цьому LГшЗалишається більшим lПВХ. Крім того, LГшБлизький до l ПВХ-систем У випадку ІІВБ-композицій при вмісті наповнювача меншому за критичний має місце екстремальне значення LГш. Найбільш суттєві зміни LГшСпостерігаються при вмісті W ЧиСu до 6 об. %. Саме для цієї області вмісту низькомолекулярних наповнювачів відмічається найбільш інтенсивна зміна ряду інших властивостей композицій. При подальшому збільшенні ВмістуW іСu в системі LГшПісля досягнення екстремального значення має тенденцію до зменшення до області 15 у 20 об. % наповнювача. Наступне збільшення вмісту високодисперсного W чиСu знову приводить до росту LГш.Таку залежність можна пояснити "конкуруючими" ефектами, зв'язаними з зміцненням і розрихлюючою дією поверхні наповнювача на полімерну матрицю. Значить, чим більш активний наповнювач у відношенні до ПВХ чи ПВБ, тим більш інтенсивно, в області незначного вмісту (до 6 об. %), проявляється роль ГШ в формуванні теплофізичних властивостей композицій.
Похожие статьи
-
Аналізуючи отримані результати необхідно відмітити існування деякої розбіжності між теоретичними розрахунками і експериментальними даними. Ми бачимо, що...
-
Проведемо дослідження густини полімерної системи залежно від вмісту наповнювача. Виготовлення зразків проведемо методом механічного змішування полімера з...
-
У полімерних композиційних матеріалах значна частина в'яжучого полімера знаходиться під безпосереднім впливом наповнювача. При взаємодії полімерної...
-
Для зміни експлуатаційних характеристик полімерних матеріалів і створення гетерогенних систем з новими показниками використовують наповнювачі. Наповнення...
-
Властивості, що проявляються полімерами, закодовані в макромолекулі полімера. Топологія полімерів базується на основних властивостях макромолекул. Як...
-
Незважаючи на величезну кількість атомів, які входять до складу полімерних речовин, хімічна будова їх (порядок з'єднання атомів у макромолекулі)...
-
Полімери можуть знаходитися в кристалічному, рідкому, рідкокристалічному фазовому стані. У кристалічному фазовому стані наявний трансляційний порядок в...
-
Структура полімерів - Загальна характеристика полімерних матеріалів та їх використання
Структура полімерів - це взаєморозміщення в просторі, внутрішня будова і характер взаємодії (зв'язку) між структурними елементами, що утворюють...
-
Вступ - Загальна характеристика полімерних матеріалів та їх використання
Сучасний науково-технічний прогрес неможливий без створення нових спеціальних матеріалів, що мають специфічні властивості, які, на перший погляд, навіть...
-
Масове харчування за своєю специфікою поєднує у собі усі фази розширеного відтворення: виробництво, розподіл, обмін і споживання. Це пояснюється тим, що...
-
Підвіски ГВП виготовляють методом гарячого штампування з урахуванням припусків для механічної обробки із конструкційної вуглецевої якісної сталі 45,...
-
Рецептури туалетних мил Складання рецептури жирової суміші для виробництва мильної основи твердого туалетного мила являє собою більш складне завдання,...
-
Матеріали і методи дослідження - Ветеринарно-санітарна експертиза яєць та яйцепродуктів
Ветеринарно-санітарна експертиза яєць свійської птиці Ветеринарно-санітарну експертизу яєць свійської птиці здійснюють при виробництві, заготівлі,...
-
Характеристика основної сировини Основною олійною культурою України є соняшник. З нього виробляють більше 75 % рослинної олії від усього виробництва...
-
Основними матеріальними потоками процесу є газ (доменний, коксо-доменний, суміші з природним газом), повітря, продукти згорання (дим), а в рекуператорних...
-
ХАРАКТЕРИСТИКА ПРЯЖІ Таблиця 1 Характеристика пряжі Номінальна лінійна густина пряжі, текс Сорт Питоме розривне навантаження, г, с/текс Коефіцієнт...
-
Відправні дані: Схема спряження - рис. 3.1; Осьове навантаження Н; Частота обертання хв-1; Параметри зношування матеріалів спряження: ; ;; Конструктивні...
-
Температура, яка відповідає швидкому та повному зникненню напруг, є температурою загартування. Збільшення вмісту SiO2 та Al2O3 підвищує температуру...
-
Сорти Мозгові сорти зеленого горошку подрозділяються на 3 сорти: висший, перший і другий. Боби повинні бути свіжими, мати зелений колір. Для жодного з...
-
Мило являє собою невід'ємну частину життя кожної сучасної людини. Воно володіє прекрасною миючою дією, гарними санітарно-гігієнічними і ароматичними...
-
Характеристика підприємства ВАТ "ДніпроАзот" ВАТ "ДНІПРОАЗОТ" сьогодні - це десятки цехів, які є єдиним промисловим механізмом у виконанні виробничих та...
-
Автоматизация производственных процессов на компрессорной станции является решающим фактором в повышении производительности труда. Механизация...
-
ОБЛАСТІ ЗАСТОСУВАННЯ - Матеріалознавче підгрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів
Спечені алюмінієві сплави (САС), що містять поряд з Аl2O3 інші легуючі компоненти, поки не знайшли широкого застосування. У той же час спечені сплави на...
-
Тип системы пуска определяет используемая энергия и конструкция основного пускового устройства (стартера). Для пуска автомобильных двигателей используют...
-
Электростартер получает питание от аккумуляторной батареи - автономного источника электроэнергии ограниченной мощности. Вследствие внутреннего падения...
-
Грузоподъемность не более Наибольшая погрешность позиционирования не более 20 кг ±10 мм. Наибольшие перемещения по степени подвижности не более: - по...
-
Визначення консольних сил і сил в зачепленні закритих передач Вид відкритої передачі Сили в зачепленні Значення сили, Н На шестерні На колесі Циліндрична...
-
Технические характеристики ЖК-монитора - Жидкокристаллический монитор
Важнейшие характеристики ЖК-мониторов: - Разрешение: Горизонтальный и вертикальный размеры, выраженные в пикселях. В отличие от ЭЛТ-мониторов, ЖК имеют...
-
Процесс побудови математичної моделі за допомогою методу кінцевих різниць У цій методиці дослідження ми опишемо один з найбільш універсальних методів...
-
Хімічні методи аналізу базуються на протіканні хімічних реакцій, що супроводжуються помітним зовнішнім ефектом: утворенням осаду чи забарвлених розчинів,...
-
Розрахунок норм витрат сировини і матеріалів 1) Розраховуємо норму витрат зеленого горошка за формулою: Де S - маса тисячі облікових банок, 367 Х -...
-
Вибір матеріалу, термообробки та матеріал зубчатих закритих передач Шестерня Колесо Термообробка: Для колеса - поліпшення ; Для шестерні - поліпшення....
-
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА УСЛОВИЙ РАБОТЫ АВТОМАТИЧЕСКИХ СИСТЕМ - Надежность систем автоматизации
Автоматические системы, а также их отдельные элементы при эксплуатации находятся под воздействием различных факто-ров, которые будем называть нагрузками....
-
Фазовая частотная характеристика определяет запаздывание выходного сигнала по отношению к входному. Найти зависимость фазы от частоты входного...
-
Исследование временных характеристик Для того, чтобы исследовать динамические свойства системы, рассмотрим временные и частотные характеристики системы....
-
Производственные помещения вычислительного центра характеризуются следующими факторами вредного воздействия на работающего: - Повышенным тепловыделением...
-
Теоретичні аспекти дослідження молочних соусів - Технологія молочних сосусів
Світ соусів здається неосяжним, якщо врахувати, що рецептів соусів кілька сотень. Щоб внести певну ясність у систему, з XVIII ст. робляться спроби...
-
МЕХАНІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ - Матеріалознавче підгрунтя застосування спечених алюмінієвих сплавів
Для підвищення механічних характеристик САП і надання цьому матеріалу необхідної форми його додатково піддають динамічному пресуванню, штампуванню,...
-
Анализ воздействия компрессорной станции на окружающую среду Компрессорная станция с газотурбинным приводом имеет системы, отводящие в атмосферный воздух...
-
Організація ремонтного господарства проводиться на підприємстві. Річні, квартальні та місячні плани-графіки розробляє головний механік підприємства....
Дослідження об'ємного вмісту граничного шару в композиції - Загальна характеристика полімерних матеріалів та їх використання