Download (3484Kb) - REAL-d

Download (3484Kb) - REAL-d Download (3484Kb) - REAL-d

real.d.mtak.hu
from real.d.mtak.hu More from this publisher
07.06.2013 Views

ahol Tg az üvegátalakulási hőmérséklet, T a kísérleti hőmérséklet, Cp a hőkapacitás különbsége a Tg-nél. Ebből a maximális entalpia-felszabadulásból meghatározható az anyag relaxációjának mértéke (t) bármilyen időtartam alatt (t) az adott hőmérsékleten (T). t = 1-(Ht/H), (14) ahol Ht a mért entalpia-felszabadulás az adott körülmények között. Az átlagos relaxációs idő r, amely az adott körülmények között valamennyi molekuláris mozgás létrejöttéhez szükséges, a Williams-Watts egyenlet [71] segítségével az alábbi módon határozható meg: t = exp(-t/r) , (15) ahol r az átlagos relaxációs idő állandó, a relaxációs idő-eloszlási állandó, amelynek értéke 0 és 1 között lehet; = 1 esetén egyszerű relaxációs modellről beszélünk [73- 75]. 1.8. A polimerek szabadtérfogata és a fizikai öregedés kapcsolata – térfogat-relaxáció A szabadtérfogatot a viszkozitás Tg feletti változásának tanulmányozása kapcsán hozták kapcsolatba a fizikai öregedéssel. A viszkozitás hőmérsékletfüggését Vogel, Fulcher, Tammann és Hesse [76] írták le a következő formulával: A ln , (16) T T ahol η a viszkozitás, A állandó, T az abszolút hőmérséklet, T0 pedig valamely Tg-hez közeli, de az alatti hőmérséklet. A fenti összefüggést VTF-egyenletnek is nevezik. Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 16 0

Később Doolittle [77] egy alternatív empirikus összefüggést közölt, amely a viszkozitást a szabadtérfogat-tört függvényében adja meg: b ln a , (17) f ahol a és b állandók, a szabadtérfogat-tört pedig a következő egyenlet alapján adódik: v v v 0 f f , (18) v v ahol a szabadtérfogat (vf) az aktuális térfogat (v) és az „elfoglalt térfogat” (v0) különbsége. Az utóbbi két összefüggés interpretációja Cohen és Turnbull modellje, amelynek alapja, hogy a molekuláris mobilitáshoz szükség van egy bizonyos kritikus térfogatra [68]. A szabadtérfogat a fentiek alapján fontos szerepet játszik az öregedési folyamatban, minthogy a csökkenő szabadtérfogattal együtt jár a szegmens-mobilitás csökkenése. A szakirodalom a fizikai öregedés mechanizmusára számos modellt közöl [78], azonban valamennyi azon a kísérletes bizonyítékon alapszik, hogy az öregedés a következő két fő folyamatra osztható: (1) termikusan aktivált folyamat, amely az Arrhenius-egyenlettel írható le, (2) a rendszerben jelenlevő, a termodinamikai egyensúlytól való eltérésből származó, szabadtérfogat-felesleg által vezérelt folyamat. Ez azt jelenti, hogy a szabadtérfogat-relaxáció sebességét (dvf/dt), bármilyen hőmérsékleten, a szegmens-mobilitás (M) határozza meg, amely a szabadtérfogat (vf) mennyiségétől függ. A következő zárt séma szemlélteti ezek egymáshoz való viszonyát. vf M dvf /dt Ez a séma magában foglalja, hogy az öregedés nemlineáris folyamat, amelynek alapja, hogy a szabadtérfogat csökkenése a relaxációs idő jelentős növekedésével jár együtt. A séma szerint a szabadtérfogat-relaxáció folyamatát leíró differenciálegyenlet az alábbi: Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message. 17

ahol Tg az üvegátalakulási hőmérséklet,<br />

T a kísérleti hőmérséklet,<br />

Cp a hőkapacitás különbsége a Tg-nél.<br />

Ebből a maximális entalpia-felszabadulásból meghatározható az anyag relaxációjának<br />

mértéke (t) bármilyen időtartam alatt (t) az adott hőmérsékleten (T).<br />

t = 1-(Ht/H), (14)<br />

ahol Ht a mért entalpia-felszabadulás az adott körülmények között.<br />

Az átlagos relaxációs idő r, amely az adott körülmények között valamennyi<br />

molekuláris mozgás létrejöttéhez szükséges, a Williams-Watts egyenlet [71]<br />

segítségével az alábbi módon határozható meg:<br />

t = exp(-t/r) , (15)<br />

ahol r az átlagos relaxációs idő állandó, a relaxációs idő-eloszlási állandó, amelynek<br />

értéke 0 és 1 között lehet; = 1 esetén egyszerű relaxációs modellről beszélünk [73-<br />

75].<br />

1.8. A polimerek szabadtérfogata és a fizikai öregedés kapcsolata –<br />

térfogat-relaxáció<br />

A szabadtérfogatot a viszkozitás Tg feletti változásának tanulmányozása kapcsán hozták<br />

kapcsolatba a fizikai öregedéssel. A viszkozitás hőmérsékletfüggését Vogel, Fulcher,<br />

Tammann és Hesse [76] írták le a következő formulával:<br />

A<br />

ln<br />

, (16)<br />

T T<br />

ahol η a viszkozitás, A állandó, T az abszolút hőmérséklet, T0 pedig valamely Tg-hez<br />

közeli, de az alatti hőmérséklet. A fenti összefüggést VTF-egyenletnek is nevezik.<br />

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.<br />

16<br />

0

Hooray! Your file is uploaded and ready to be published.

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!