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

3.2.5. A relaxációs entalpia és a szabadtérfogat változásának összehasonlítása PVP K25 szabad filmek anomális üvegátalakulása során Az o-Ps élettartam-eloszlás görbék jellemző paraméterei közül csak a csúcspozíció értékek mutatnak szignifikáns eltérést a minták víztartalmának függvényében (18. ábra). A 65 %-os relatív nedvességtartalmú közegben 25 ° C-on 4 hétig tárolt minták (19,6 g/g% víztartalom) anomális átmenetet mutatnak, így az o-Ps élettartam- eloszlás csúcspozíció értékeit a minták víztartalmának függvényében leíró szigmoid görbe (14. ábra) két részre osztható. Az első rész az üvegszerű állapotot, míg a második a kaucsuk-rugalmas állapotot jellemzi. Mindkét görbeszakasz jól jellemezhető a következő harmadfokú polinommal: p/H = b + c(cw-a) - d(cw -a) 3 , ahol a, b, c, d az egyenlet állandói. A (33) egyenlet jó korreláció mellett írja le a PVP K25 polimer por víztartalmának (cw) hatását az o-Ps élettartam-eloszlás csúcspozícióinak nagyságára (p), valamint az üvegátalakulás hőmérsékletén felszabadult entalpia értékeire (H) (r 2 H 0.9997; r 2 p = 0.9638). Ha cw =a, akkor p/H = b, és a, az átalakuláshoz szükséges víztartalom. 56 (33) A 2.14. fejezetben ismertetett ab initio számítások alátámasztják, hogy az anomális üvegátalakulás során a vízmolekulák H-hidas "keresztkötéseket" hoznak létre az elkülönült poli(vinilpirrolidon) láncok között. A vízmolekulákban a protonok közötti távolság 0,150 nm, míg a szomszédos PVP-lánc karbonil csoportjainak oxigénjei között a távolság a polimer üvegszerű állapotában 0,417 nm. Szilárd fázisban csak a hidratált PVP-ben, az üvegátalakulás hőmérséklete felett, vagy folyékony fázisban, PVP oldatban tudnak a pirrolidon gyűrűk olyan közel kerülni egymáshoz, hogy a vízmolekulák mindkét protonküldő vegyértéke képes legyen H-hidas kapcsolat létesítésére a szomszédos PVP-lánc ismétlődő pirrolidon egységeivel [118]. Lebedeva és mtsai [119] megállapították, hogy a PVP láncok közötti intermolekuláris H-híd képzés csak a polimer magas hidratációs fokánál lehetséges. A keresztkötés kialakulása csökkenti a polimer mozgékonyságát, ezáltal az üvegátalakulási hőmérsékleten mért entalpia-felszabadulás is csökken. A víztartalom Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

további növekedése a polimer láncok egymástól való eltávolodását eredményezi, így a "keresztkötés" megszűnik, a polimer mozgékonysága nő. Erre a folyamatra utal a polimer magasabb víztartalmánál az üvegátalakulás hőmérsékletén felszabaduló entalpia növekedése. A X. táblázat összefoglalja a különböző relatív nedvességtartalmú közegben tárolt PVP K25 minták jellemző paramétereit. Heymans and Dequenne [120] vizsgálatai szerint a szerkezeti átrendeződés gyorsabb, mint az azt jelző entalpia-relaxáció, különösen Tg-15 °C hőmérsékleten. Ez azt eredményezi, hogy egy ideig un. steady state állapot figyelhető meg. A polimer relatív nedvességtartalmának függvényében mért szabadtérfogat-értékeket (19. ábra) a relaxációs entalpia értékeivel (20. ábra) összehasonlítva, hasonló következtetés vonható le. A relatív nedvességtartalom függvényében mért relaxációs entalpia- változás arra utal, hogy létezik egy hidratációs tartomány (0,195wPVP

3.2.5. A relaxációs entalpia és a szabadtérfogat változásának összehasonlítása<br />

PVP K25 szabad filmek anomális üvegátalakulása során<br />

Az o-Ps élettartam-eloszlás görbék jellemző paraméterei közül csak a csúcspozíció<br />

értékek mutatnak szignifikáns eltérést a minták víztartalmának függvényében<br />

(18. ábra). A 65 %-os relatív nedvességtartalmú közegben 25 ° C-on 4 hétig tárolt<br />

minták (19,6 g/g% víztartalom) anomális átmenetet mutatnak, így az o-Ps élettartam-<br />

eloszlás csúcspozíció értékeit a minták víztartalmának függvényében leíró szigmoid<br />

görbe (14. ábra) két részre osztható. Az első rész az üvegszerű állapotot, míg a<br />

második a kaucsuk-rugalmas állapotot jellemzi. Mindkét görbeszakasz jól<br />

jellemezhető a következő harmadfokú polinommal:<br />

p/H = b + c(cw-a) - d(cw -a) 3 ,<br />

ahol a, b, c, d az egyenlet állandói. A (33) egyenlet jó korreláció mellett írja le a<br />

PVP K25 polimer por víztartalmának (cw) hatását az o-Ps élettartam-eloszlás<br />

csúcspozícióinak nagyságára (p), valamint az üvegátalakulás hőmérsékletén<br />

felszabadult entalpia értékeire (H) (r 2 H 0.9997; r 2 p = 0.9638). Ha cw =a, akkor<br />

p/H = b, és a, az átalakuláshoz szükséges víztartalom.<br />

56<br />

(33)<br />

A 2.14. fejezetben ismertetett ab initio számítások alátámasztják, hogy az<br />

anomális üvegátalakulás során a vízmolekulák H-hidas "keresztkötéseket" hoznak<br />

létre az elkülönült poli(vinilpirrolidon) láncok között. A vízmolekulákban a protonok<br />

közötti távolság 0,150 nm, míg a szomszédos PVP-lánc karbonil csoportjainak<br />

oxigénjei között a távolság a polimer üvegszerű állapotában 0,417 nm. Szilárd<br />

fázisban csak a hidratált PVP-ben, az üvegátalakulás hőmérséklete felett, vagy<br />

folyékony fázisban, PVP oldatban tudnak a pirrolidon gyűrűk olyan közel kerülni<br />

egymáshoz, hogy a vízmolekulák mindkét protonküldő vegyértéke képes legyen<br />

H-hidas kapcsolat létesítésére a szomszédos PVP-lánc ismétlődő pirrolidon<br />

egységeivel [118]. Lebedeva és mtsai [119] megállapították, hogy a PVP láncok<br />

közötti intermolekuláris H-híd képzés csak a polimer magas hidratációs fokánál<br />

lehetséges.<br />

A keresztkötés kialakulása csökkenti a polimer mozgékonyságát, ezáltal az<br />

üvegátalakulási hőmérsékleten mért entalpia-felszabadulás is csökken. A víztartalom<br />

Created with novaPDF Printer (www.novaPDF.com). Please register to remove this message.

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

Saved successfully!

Ooh no, something went wrong!