RU2064678C1 - Process of determination of degree of crystallinity of materials - Google Patents
Process of determination of degree of crystallinity of materials Download PDFInfo
- Publication number
- RU2064678C1 RU2064678C1 SU4808391A RU2064678C1 RU 2064678 C1 RU2064678 C1 RU 2064678C1 SU 4808391 A SU4808391 A SU 4808391A RU 2064678 C1 RU2064678 C1 RU 2064678C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- sample
- crystallinity
- degree
- thermal expansion
- materials
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Investigating Or Analyzing Materials Using Thermal Means (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к исследованию физических и структурных свойств композиционных материалов полимеров и сплавов и может быть использовано для определения структуры стеклообразных и композиционных полимерных материалов. The invention relates to the study of the physical and structural properties of composite materials of polymers and alloys and can be used to determine the structure of glassy and composite polymer materials.
Изобретение предназначено для определения степени кристалличности полимерных материалов неразрушающим методом. The invention is intended to determine the degree of crystallinity of polymeric materials by non-destructive method.
Известен способ определения степени отверждения материалов экстракцией, основанный на определении массы неотвержденной смолы, растворившейся в ацетоне при экстрагировании в приборе Сокслета. A known method for determining the degree of curing of materials by extraction, based on the determination of the mass of uncured resin, dissolved in acetone during extraction in a Soxhlet device.
Недостаток известного способа [1] состоит в том, что используется разрушающий метод контроля, продолжительность которого достигает 10 час. The disadvantage of this method [1] is that it uses a destructive control method, the duration of which reaches 10 hours.
Наиболее близким к предлагаемому техническому решению является cпособ динамической калориметрии [2] состоящий в измерении теплового потока (путем регистрации температурного перепада во многих точках образца) при предположении, что весь испытуемый образец, первоначально незакристаллизованный, принял вид кристаллической структуры по всему объему. Closest to the proposed technical solution is a method of dynamic calorimetry [2] consisting in measuring the heat flux (by recording the temperature difference at many points of the sample) under the assumption that the entire test sample, initially uncrystallized, took the form of a crystalline structure throughout the volume.
Недостаток известного способа заключается в:
1) длительности измерительного процесса и процесса расшифровки данных;
2) низкой точности способа прототипа, достигающей значения более 10%
3) сложности аппаратурного (калориметрического по природе) оформления.The disadvantage of this method is:
1) the duration of the measurement process and the process of decryption of data;
2) low accuracy of the prototype method, reaching a value of more than 10%
3) the complexity of the hardware (calorimetric in nature) design.
Цель настоящего изобретения заключается в ускорении процесса определения степени кристаллизации и повышения его точности. The purpose of the present invention is to accelerate the process of determining the degree of crystallization and increase its accuracy.
Для достижения поставленной цели, в предложенном способе определения степени кристалличности композиционных полимерных материалов нагрев образца проводят до образования кристаллической фазы, при этом измеряют скорости теплового расширения образца при максимальном значении температуры и при минимальном ее значении в интервале температур, соответствующих образованию кристаллической фазы, а степень кристалличности определяют из отношения указанных скоростей линейного расширения образца
h VTmax/VTmin
где VTmax скорость теплового расширения образца при максимальном значении температуры
VTmin скорость теплового расширения образца при минимальном значении температуры в интервале температур, соответствующих образованию кристаллической фазы.To achieve this goal, in the proposed method for determining the degree of crystallinity of composite polymeric materials, the sample is heated until the crystalline phase is formed, and the thermal expansion rate of the sample is measured at the maximum temperature and its minimum value in the temperature range corresponding to the formation of the crystalline phase, and the degree of crystallinity determined from the ratio of the indicated linear expansion rates of the sample
h V Tmax / V Tmin
where V Tmax is the thermal expansion rate of the sample at the maximum temperature
V Tmin the rate of thermal expansion of the sample at a minimum temperature in the temperature range corresponding to the formation of the crystalline phase.
Предложенный способ поясняется чертежами. The proposed method is illustrated by drawings.
На фиг. 1 схема устройства для определения малых изменений длины образцов. In FIG. 1 diagram of a device for determining small changes in the length of samples.
На фиг. 2 вид дилатограммы, позволяющий получить ход изменения скорости теплового расширения при экстремальных значениях температур и хода изменения температуры образца при постоянной подачи энергии для его нагрева. In FIG. 2 is a view of a dilatogram that makes it possible to obtain the course of the change in the rate of thermal expansion at extreme temperatures and the course of the change in the temperature of the sample with constant supply of energy for its heating.
Способ реализован с помощью устройства (дилатометра), состоящего из термостата 1, держателей 2, в котором между двумя упорами неподвижным 3 и подвижным 4 помещают испытуемый образец 5. Подвижный упор 4 и держатель 2 образца оснащены рычажно-оптическими датчиками малых перемещений, фиксирующими изменение образца. The method is implemented using a device (dilatometer) consisting of a thermostat 1,
Схема не усложнена изображением электронных коммуникаций и элементов подогрева образца, измерения электрических сигналов, преобразования их в движущееся световое пятно и других блоков, имеющих традиционный характер в подобных измерениях. The circuit is not complicated by the image of electronic communications and elements for heating the sample, measuring electrical signals, converting them into a moving light spot and other blocks that are traditional in such measurements.
Определение степени кристалличности полимера производиться следующим образом. Determination of the degree of crystallinity of the polymer is as follows.
Через образец испытуемого материала, помещаемого в термостат 1 дилатометра, между упорами 3 и 4 пропускают электрический ток. Удерживаемый в упорах образец нагревают, который при этом увеличиваясь в размерах, перемещает подвижный упор 4 дилатометра. An electric current is passed between the stops 3 and 4 through a sample of the test material placed in the thermostat 1 of the dilatometer. The sample held in the stops is heated, which, while increasing in size, moves the movable stop 4 of the dilatometer.
Вначале, с возрастанием температуры, удлинение опытного образца незначительно, в связи с упорядочением его структуры, затем с повышением температуры, пластичность структуры композиционного полимерного образца также повышается и скорость расширения его увеличивается. После наступает резкое временное снижение температуры при протекании тока неизменной величины через образец. Тепловое расширение образца продолжается, но с меньшей скоростью. Падение температуры в образце обусловлено образованием зон кристаллов отдельных компонентов композиционного полимера, что сопровождается поглощением тепловой энергии. Затем температура образца вновь повышается после образования указанных кристаллов, повышается и скорость линейного расширения образца. At first, with increasing temperature, the elongation of the prototype is insignificant, due to the ordering of its structure, then with increasing temperature, the ductility of the structure of the composite polymer sample also increases and its expansion rate increases. After that, a sharp temporary decrease in temperature occurs when a constant current flows through the sample. The thermal expansion of the sample continues, but at a lower rate. The temperature drop in the sample is due to the formation of crystal zones of the individual components of the composite polymer, which is accompanied by the absorption of thermal energy. Then, the temperature of the sample rises again after the formation of these crystals, and the rate of linear expansion of the sample also increases.
Для определения степени кристалличности композиционных полимерных материалов нагрев образца проводят до образования кристаллической фазы, при этом измеряют скорости теплового расширения образца при максимальном значении температуры и при минимальном ее значении в интервале температур, соответствующих образованию кристаллической фазы, а степень кристалличности определяют из отношения указанных скоростей линейного расширения образца
h VTmax/Tmin
где VTmax скорость теплового расширения образца при максимальном значении температуры,
VTmin скорость теплового расширения образца при минимальном значении температуры в интервале температур, соответствующих образованию кристаллической фазы,
Удобство определения степени кристаллизации следует из того обстоятельства, что кинетические характеристики испытуемого образца рассчитываются непосредственно по зачерченным самописцем кривым кристаллизации (фиг.2).To determine the crystallinity of composite polymeric materials, the sample is heated until the crystalline phase is formed, and the thermal expansion rates of the sample are measured at the maximum temperature and its minimum value in the temperature range corresponding to the formation of the crystalline phase, and the crystallinity is determined from the ratio of the indicated linear expansion rates sample
h V Tmax / Tmin
where V Tmax is the thermal expansion rate of the sample at the maximum temperature,
V Tmin the rate of thermal expansion of the sample at a minimum temperature in the temperature range corresponding to the formation of the crystalline phase,
The convenience of determining the degree of crystallization follows from the fact that the kinetic characteristics of the test sample are calculated directly from the crystallization curves drawn by the recorder (figure 2).
Монохроматический свет подается на зеркальца, далее многошлейфовый осциллограф обеспечивает непрерывную фоторегистрацию сразу нескольких переменных во времени величин. Monochromatic light is supplied to the mirrors, then a multi-loop oscilloscope provides continuous photographic recording of several variables with time.
Зоны перегиба на кривых 1 и 2 являются следствиями процессов кристаллизации и упорядочения структуры в образце, так как температура образца вначале повышается, а затем (при непрекращающемся удлинении) резко падает до некоторого минимума, далее вновь возрастает. The inflection zones on
Точность замера всех кинетических характеристик на дилатограмме не ниже 1% 2% а точность величин электрических не ниже 0,1% Относительная погрешность замера перемещений не превышает 0,01% Поэтому общая точность метода определения степени кристалличности составляет 4% 5%
Измеренная степень кристалличности для таких полимеров, как полиэтилентерефталат (ПЭТФ), полигексаметиленадипамид (ПГМАА), полигексаметиленсебацианамид (ПГМСЦА), полиэтиленсебациамат (ПЭСЦ) менялась при подборе для исследования различных образцов в пределах от 0,1 до 0,9.The accuracy of measuring all kinetic characteristics in the dilatogram is not lower than 1% 2% and the accuracy of electrical values is not lower than 0.1%. The relative error in measuring displacements does not exceed 0.01%. Therefore, the overall accuracy of the method for determining the degree of crystallinity is 4% 5%
The measured degree of crystallinity for polymers such as polyethylene terephthalate (PET), polyhexamethylene adipamide (PHMAA), polyhexamethylene sebacianamide (PHMSCA), polyethylene sebaciamate (PESC) varied during selection for the study of various samples ranging from 0.1 to 0.9.
Использование данного технического решения позволит повысить эффективность процесса определения степени кристалличности; повысить точность измерения, упростить аппаратурное оснащение и сократить расшифровку полученных данных. Using this technical solution will improve the efficiency of the process of determining the degree of crystallinity; improve measurement accuracy, simplify hardware and reduce the decryption of the received data.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4808391 RU2064678C1 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Process of determination of degree of crystallinity of materials |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU4808391 RU2064678C1 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Process of determination of degree of crystallinity of materials |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2064678C1 true RU2064678C1 (en) | 1996-07-27 |
Family
ID=21505114
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU4808391 RU2064678C1 (en) | 1990-03-30 | 1990-03-30 | Process of determination of degree of crystallinity of materials |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2064678C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2333989B (en) * | 1998-02-06 | 2002-12-31 | Athlone Extrusions Dev Ltd | Production of plastics sheet material |
-
1990
- 1990-03-30 RU SU4808391 patent/RU2064678C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. ОСТ 92-0903-78, разд. 3.8. 2. Годовский Ю.К. Теплофизические методы исследования полимеров. - М.: Химия, 1976, с. 12 и 14. * |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
GB2333989B (en) * | 1998-02-06 | 2002-12-31 | Athlone Extrusions Dev Ltd | Production of plastics sheet material |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Khanna et al. | Measurement of crystalline index in nylons by DSC: Complexities and recommendations | |
US4117712A (en) | Emissimeter and method of measuring emissivity | |
RU2064678C1 (en) | Process of determination of degree of crystallinity of materials | |
Anton | Detection of polymer transition temperatures by infrared absorption spectrometry | |
Kolouch et al. | Thermal Conductivities of Polyethylene and Nylon from 1.2 to 20 K | |
Cieloszyk et al. | Thermal properties of dielectric solids below 4 K l—polycarbonate | |
Andrianova et al. | Calorimetric studies of poly (ethylene terephthalate) stretching over a wide temperature range | |
JP4228080B2 (en) | Method for calculating the crystal length distribution of crystals in a material from differential scanning calorimetry data of the polymer material | |
Scott et al. | Low‐temperature thermal properties of nylon and polyethylene | |
Montserrat et al. | Physical ageing studies on amorphous poly (ethylene terephthalate). Part 1.—Enthalpic relaxation and electret properties | |
JPH0353149A (en) | Method and instrument for measuring heat conductivity | |
SU1516926A1 (en) | Method of measuring heat capacity | |
Andrianova et al. | The heat of neck formation during the stretching of polyethylene terephthalate (PETP) | |
Yoshida et al. | Thermodynamic studies of solid polyethers. II. Heat capacity of poly (oxacyclobutane),–[–(CH2) 3O–]–n, between 1.4 and 330° K | |
US5001068A (en) | Method for determining solidification degree of carrier impregnated with reaction resin | |
US3680358A (en) | Method for determining transition temperature of dielectric | |
Kumar et al. | High-resolution ac specific-heat and x-ray investigations of the smectic-F—smectic-H transition of HBHA | |
SU935764A1 (en) | Method and device for complex determination of thermal physical properties of substances in phase transition areas | |
SU1260799A1 (en) | Method for determining heat conduction of solids | |
SU1693547A1 (en) | Method for determination of milk fatness | |
SU798513A1 (en) | Heat quantity measuring method | |
Lappalainen et al. | Quantification of amorphous content in maltitol by: StepScan DSC | |
SU1303920A1 (en) | Method of comprehensive determining of thermal physical properties of heat insulation materials | |
SU864084A1 (en) | Heat capacity measuring method | |
SU873082A1 (en) | Method of determination of structural transition temperatures in materials |