INSTRUKCJA LABORATORIUM

Transkrypt

1 Politechnika Łódzka Wydział Chemiczny INSTRUKCJA LABORATORIUM Wyznaczanie temperatury zeszklenia polimerów (Determination of polymer glass transition temperature) realizowanego w ramach Zadania nr 9 pn. Doposażenie laboratorium pod nazwą Materiały i nanomateriały polimerowe jako materiały inżynierskie Instrukcję opracował: dr inż. Magdalena Maciejewska Łódź, 2009 ul. Żwirki 36, Łódź Projekt realizowany w ramach Priorytetu IV - Działanie Poddziałanie www. ife.p.lodz.pl pn. Przygotowanie i realizacja nowych kierunków studiów tel w odpowiedzi na współczesne potrzeby rynku pracy i wymagania gospodarki opartej na wiedzy

2 SPIS TREŚCI 1. CEL DWICZENIA (Aim of studies) WPROWADZENIE (Introduction) PRZEBIEG DWICZENIA (Procedure) Aparatura pomiarowa Wykonanie dwiczenia OPRACOWANIE SPRAWOZDANIA (Report) Cel dwiczenia Metodyka pomiarów Wyniki pomiarów Opracowanie wyników pomiarów Wnioski LITERATURA (References) PYTANIA SPRAWDZAJĄCE (Problems) EFEKTY KSZTAŁCENIA (Learning outcomes) Co student powinien wiedzied Co student powinien umied TELEFONY ALARMOWE (Emergency numbers) Zadania nr 9 2

3 1. CEL DWICZENIA (Aim of studies) Celem dwiczenia pn. Wyznaczanie temperatury zeszklenia polimerów realizowanego w ramach Zadania 9 jest oznaczenie wartości temperatury zeszklenia (T g ) wybranych polimerów metodą różnicowej kalorymetrii skaningowej (DSC) a następnie identyfikacja polimerów na podstawie wyznaczonych wartości T g. 2. WPROWADZENIE (Introduction) Związki wielkocząsteczkowe mogą występowad jedynie w stanie skondensowanym. Ze względu na wielkośd ich cząstek polimery nie występują praktycznie w stanie pary. Pod wpływem ogrzewania do zbyt wysokiej temperatury ulegają degradacji lub depolimeryzacji. Szczególnie w niskich temperaturach polimery zachowują się jak ciała stałe. Polimery występują w postaci różnego rodzaju struktur, co jest uwarunkowane ich budową chemiczną, a także fizyczną, a więc sposobem wzajemnego ułożenia makrocząsteczek, gęstością ich upakowania, wielkością i rodzajem sił między- oraz wewnątrzcząsteczkowych. Przemiany jakim ulegają polimery pod wpływem czynników zewnętrznych takich jak temperatura czy naprężenia mechaniczne, mogą mied charakter termodynamicznych przemian fazowych lub przemian kinetycznych [1]. Tabela 1 Stany fizyczne polimerów STANY FIZYCZNE SUBSTANCJE MAŁOCZĄSTECZKOWE Stały Ciekły Gazowy POLIMERY Szklisty Elastyczny Ciekły Polimery występowad mogą w postaci amorficznej, bądź krystalicznej [2]. Zadania nr 9 3

4 POSTAD AMORFICZNA (amorphous form) charakteryzuje się brakiem uporządkowania dalekiego zasięgu merów i segmentów. W polimerach amorficznych makrocząsteczki przyjmują postad kłębka, tworząc struktury nieuporządkowane skłębione, o słabych oddziaływaniach energetycznych. Wyróżnia się następujące podstawowe stany mechaniczne, w których mogą się znajdowad polimery amorficzne: 1. Stan sprężysty kruchy charakteryzuje się występowaniem odkształceo sprężystych w polimerach znajdujących się pod obciążeniem w temperaturach do temperatury kruchości. W stanie tym nie zachodzą zmiany konformacji merów i segmentów makrocząsteczek, możliwe są jedynie drgania pojedynczych atomów lub ich grup. Wartości barier energetycznych obrotów wokół wiązao są wyższe od energii drgao cieplnych, skutkiem czego naprężenia wywołane obciążeniem próbki nie są w stanie naruszyd sztywnego układu rozmieszczonych merów i segmentów makrocząsteczek. Przy rosnącym obciążeniu następuje koncentracja naprężeo i próbka pęka. Odkształcenia przy rozciąganiu rosną proporcjonalnie do naprężeo. Wielkośd odkształceo do zerwania próbki jest niewielka, rzędu 2-5%. 2. Stan sprężysty z wymuszoną elastycznością (lepkosprężysty) charakteryzuje się sprężystolepką odpowiedzią na przyłożoną siłę w temperaturach pomiędzy temperaturą kruchości i zeszklenia (T kruch T T g ). Pod wpływem naprężenia próbka odpowiada na początku sprężyście, a po przekroczeniu pewnego poziomu naprężeo (tzw. naprężeo granicznych wymuszonej elastyczności) pojawiają się odkształcenia plastyczne. Próbka ulega odkształceniu nie pękając, co jest wynikiem pojawiającej się ruchliwości merów i segmentów makrocząsteczek. 3. Stan wysokoelastyczny dotyczy sposobu przenoszenia naprężeo w polimerach znajdujących się w zakresie temperatur T g T T m lub T r (dla polimerów usieciowanych). Stan ten charakteryzuje się występowaniem dużych odkształceo nawet pod niewielkim naprężeniem, którym towarzyszy duże zmniejszenie entropii. Dzieje się tak ponieważ układ posiada większą energię cieplną niż wartości bariery energetycznej obrotów wokół Zadania nr 9 4

5 wiązao, pojawia się zatem ruchliwośd segmentalna. Po odciążeniu próbki następuje gwałtowny powrót odkształcenia do stanu pierwotnego. Towarzyszy temu gwałtowny wzrost entropii do stanu pierwotnego. Makrocząsteczki w tym stanie są bardzo giętkie, dominują odkształcenia wysokoplastyczne o wielkości kilkuset a nawet ponad tysiąca procent. 4. Stan plastyczny (lepkopłynny) dotyczy sposobu przenoszenia naprężeo w polimerach termoplastycznych znajdujących się w temperaturze powyżej temperatury płynięcia (T T p ). Charakteryzuje się występowaniem bardzo małych odkształceo międzyi wewnątrzcząsteczkowych. Makrocząsteczki są bardzo labilne i pod wpływem znikomo małych obciążeo przemieszczają się względem siebie (polimer płynie). POSTAD KRYSTALICZNA (crystalline form) - związki wielkocząsteczkowe często w ogóle nie krystalizują, a jeśli wykazują tendencję do krystalizacji, to obszary krystaliczne przenikają się z obszarami niewykazującymi uporządkowania dalekiego zasięgu. Postad (częściowo) krystaliczną mogą mied jedynie polimery stereoregularne. Jeśli polimery wykazują duże siły spójności między- i wewnątrzcząsteczkowej dalekiego zasięgu, to z reguły tylko ich fragmenty mają strukturę o trójwymiarowym uporządkowaniu. Ponadto wyróżniane są również polimery semikrystaliczne (semicrystalline polymers), w których makrołaocuchy znajdują się częściowo w fazie amorficznej, a częściowo w fazie krystalicznej. Jest to model dwufazowy. Wzrost zawartości fazy krystalicznej w polimerze powoduje zwiększenie gęstości, twardości, odporności na ścieranie, wytrzymałości na rozciąganie, stabilności wymiarów. W przypadku polimerów krystalicznych zamiast temperatury płynięcia, określana jest temperatura topnienia T m, jako najwyższa temperatura, w której topi się ostatni kryształ. Topnienie kryształów zachodzi w pewnym przedziale czasowym [2]. WŁAŚCIWOŚCI CIEPLNE POLIMERÓW Właściwości fizyczne i mechaniczne polimerów amorficznych są w znacznym stopniu określane przez stopieo ograniczenia ruchów molekularnych makrocząsteczek względem Zadania nr 9 5

6 siebie. Reakcje polimerów na zmianę temperatury przejawiają się wyraźnymi, ciągłymi i skokowymi przemianami morfologii, a w konsekwencji zmianami właściwości makroskopowych. Na skutek wzrostu temperatury następuje wzrost intensywności różnorodnych drgao i ruchów oscylacyjnych atomów, merów i segmentów polimeru. Ponadto mery i segmenty oraz całe makrocząsteczki mogą w różnym stopniu przemieszczad się względem siebie, zależnie od budowy chemicznej i fizycznej polimeru oraz od działających na niego sił (temperatura, naprężenie mechaniczne) [1]. Ze zmianami budowy fizycznej wiążą się ściśle charakterystyczne temperatury przemian postaci i stanu. Ze zmianami budowy fizycznej polimeru, jego postaci strukturalnej lub stanu mechanicznego są ściśle związane charakterystyczne temperatury przemian postaci i stanu: 1. Temperatura kruchości (T kruch ) (brittle temperature), w której w polimerze zachodzi przemiana jego stanu mechanicznego kruchego w stan sprężysty z wymuszoną elastycznością (lepkosprężysty); 2. Temperatura zeszklenia (T g ) (glass transition temperature), w której w polimerze zachodzi przemiana jego stanu mechanicznego sprężystego kruchego lub sprężystego z wymuszoną elastycznością w stan wysokoelastyczny; 3. Temperatura plastyczności (płynięcia) (T p ) (flow temperature), w której w polimerze zachodzi przemiana jego stanu wysokoelastycznego w stan plastyczny. Jej występowanie zależy od konfiguracji makrocząsteczek, jest charakterystyczna dla polimerów zawierających fazę krystaliczną. 4. Temperatura rozkładu (degradacji) (T r ) (degradation temperature), w której zaczynają się procesy naruszania budowy chemicznej makrocząsteczek. Dotyczy polimerów krystalicznych jak i amorficznych. NATURA PRZEJŚCIA SZKLISTEGO Przejście szkliste obserwuje się niemal we wszystkich polimerach. Jest ono związane z wielkocząsteczkową budową ich cząsteczek i trudnościami w krystalizacji. Przejście stan Zadania nr 9 6

7 sprężysty stan lepkosprężysty przypomina fenomenologicznie przejście fazowe drugiego rodzaju, gdyż obserwowana jest mniej lub bardziej skokowa zmiana drugich pochodnych energii swobodnej (pojemności cielnej, współczynnika rozszerzalności objętościowej) względem temperatury. Podczas przejścia szklistego występuje skokowa zmiana pojemności cieplnej, związana z możliwością zaadsorbowania energii przez zdolne do poruszania się fragmenty makrocząsteczek. W odróżnieniu od właściwych przemian fazowych, przejście szkliste nie jest przemianą równowagową, co objawia się tym, że [3]: - w temperaturze zeszklenia przemiana ze stanu dużej elastyczności w stan szklisty przebiega w całej objętości polimeru (stan szklisty i elastyczny nie współistnieją ze sobą w T g ), w przeciwieostwie do temperatury topnienia, gdzie występuje równowaga pomiędzy krystalitami i stopionymi makrocząsteczkami. - temperatura zeszklenia zależy od szybkości zmian temperatury, a także od historii stanów szkła np.: ciśnienia pod jakim nastąpiło zeszklenie, szybkości chłodzenia. Przejście w stan szklisty, często oznaczane jako przemiana relaksacyjna, jest związane z zanikaniem ruchu segmentalnego obejmującego koherentne ruchy dziesiątek atomów w łaocuchu. Między temperaturą zeszklenia T g, a temperaturą topnienia T m w stanie elastycznym pojawiają się ruchy segmentowe, polegające na wzajemnym przemieszczaniu się makrocząsteczek względem siebie. Ponadto poszczególne segmenty mogą wykonywad ruchy obrotowe. Poniżej temperatury zeszklenia polimery amorficzne są zwarte, twarde i kruche ponieważ w stanie szklistym wszystkie makrocząsteczki zachowują względem siebie niezmienne położenie. Nie obserwuje się ruchu segmentowego. Zmiana położenia makrocząsteczek może się odbywad jedynie pod wpływem przyłożonej siły zewnętrznej. Obserwuje się tylko drgania rotacyjne i oscylacyjne poszczególnych grup. Kruchośd jest wynikiem ograniczenia ruchliwości segmentalnej makrocząsteczek. Powyżej T g (stan elastyczny) polimer staje się przezroczysty i giętki. Powyżej temperatury topnienia T m (stan plastyczny) polimer topi Zadania nr 9 7

8 się, staje się płynny, przy czym lepkośd stopu zmniejsza się w miarę wzrostu temperatury [4]. Czynniki wpływające na temperaturę zeszklenia polimeru Temperatura zeszklenia jest zależna od budowy makrołaocucha polimeru [2]. Zasadniczy wpływ na T g mają dwa czynniki: - energia rotacji wokół wiązao w łaocuchu głównym polimeru; - oddziaływania między- i wewnątrzcząsteczkowe. Powyższe czynniki uwarunkowane są: 1) rodzajem i obecnością podstawników: - podstawniki znajdujące się przy łaocuchu głównym polimeru mają dwojaki wpływ na T g polimeru w zależności od tego, czy powodują one zwiększenie czy zmniejszenie oddziaływao między- i wewnątrzcząsteczkowych; - wzrost objętości podstawników dołączonych do łaocucha głównego zmniejsza giętkośd makrocząsteczek, co powoduje zwiększenie T g ; - obecnośd podstawników usztywniających wbudowanych do łaocucha głównego np.: pierścieo aromatyczny, grupa amidowa, sulfonowa, karbonylowa; szczególnie podstawnik aromatyczny uniemożliwia praktycznie rotacje wokół wiązao powodując tym samym wzrost T g ; - wprowadzenie do polimeru podstawnika alifatycznego również zwiększa T g, ale wzrost długości podstawnika alifatycznego wpływa uplastyczniająco, zwieszając giętkośd makrocząsteczek, a tym obniżając T g. 2) polarnością podstawników: - wzrost polarności podstawników powoduje wzrost oddziaływao międzyi wewnątrzcząsteczkowych, zwiększając T g. 3) ilością podstawników: - dwa podstawniki znajdujące się przy tym samym atomie węgla usztywniają łaocuch główny znacznie słabiej niż jeden podstawnik, w obecności jednego podstawnika rośnie Zadania nr 9 8

9 niesymetrycznośd wiązania, co powoduje wzrost energii rotacji wokół wiązao w łaocuchu głównym i zwiększenie T g ; - obecnośd podstawnika przy każdym atomie węgla w łaocuchu również powoduje wzrost T g. 4) konfiguracją stereoregularną (taktycznością) polimeru: np. polistyren 5) konfiguracją cis i trans: np. cis-polibutadien-1,4 (T g = -102 o C), trans-polibutadien-1,4 (T g = -58 o C) 6) obecnością wiązao wodorowych np. poliamid 66 (T g = 249 o C) 7) składem kopolimeru: - wzrost stosunku merów zawierających duże objętościowo lub polarne podstawniki powoduje wzrost sztywności makrocząsteczek, a zatem i T g. 8) usieciowaniem: - usieciowanie polimeru utrudnia i ogranicza zmiany położenia merów i segmentów w makrocząsteczkach w polimerach mocno usieciowanych, T g wzrasta wówczas waz ze wzrostem gęstości usieciowania polimeru; w przypadku słabiej usieciowanych elastomerów gęstośd usieciowania ma niewielki wpływ na T g. Do metod wykorzystywanych do wyznaczenia temperatury zeszklenia należą: badanie objętości właściwej, rozszerzalności cieplnej, liniowej i objętościowej, ciepła właściwego, a także pomiary mechaniczno dynamiczne w funkcji temperatury i różnicowa kalorymetria skaningowa. W Tabeli 2 przedstawiono temperatury zeszklenia przykładowych polimerów: Tabela 2 Temperatury zeszklenia polimerów Polimer T g [ o C] Polidimetylosiloksan (silikony) -120 Polietylen -100 Polibutadien -85 Poliizobutylen -75 Poliizopren -72 Zadania nr 9 9

10 Kauczuk naturalny (NR) -70 Kauczuk etylenowo-propylenowo-dienowy (EPDM) -55 Kauczuk butadienowo-styrenowy (SBR) -40 Kauczuk butadienowo-akrylonitrylowy (NBR) -30 Polipropylen -10 Poli(chlorek winylu) 80 Polistyren 100 Poli(metakrylan metylu) 110 POJĘCIE LEPKOSPRĘŻYSTOŚCI Lepkosprężystośd (viscoelesticity) oznacza jednoczesne występowanie właściwości lepkich i sprężystych *5]. Właściwości lepkie związane są z występowaniem odkształceo nieodwracalnych (przepływem), których stopieo pod działaniem określonej siły zwiększa się z upływem czasu. Lepkośd (viscosity) jest miarą oporów stawianych przez materiały podczas przepływu. Właściwości sprężyste są związane z występowaniem odkształceo sprężystych (odwracalnych), które znikają samorzutnie, natychmiast po ustaniu działania siły. Sprężystośd (elasticity) jest miarą zdolności materiału do natychmiastowego powrotu poodkształceniowego. Bardziej sprężyste lub bardziej lepkie zachowanie się danego materiału zależy od czasu, a dokładniej od relacji czasu odkształcania materiału do pewnego charakterystycznego, naturalnego czasu tego materiału λ. Ogólnie, im szybsze jest odkształcanie, tym materiał zachowuje się bardziej sprężyście, natomiast im odkształcanie jest wolniejsze tym materiał jest bardziej lepki. Wynika to z budowy cząsteczkowej materiału. Właściwości lepkosprężyste wykazują materiały, których czas charakterystyczny jest tego samego rzędu, co zachodzące w rzeczywistości odkształcenia, a więc rzędu sekund, minut czy godzin. Do tego typu materiałów zaliczamy m. in. polimery, których czas charakterystyczny wynosi s. Miarą lepkosprężystego zachowania się materiału w danym procesie przetwórczym jest stosunek czasu charakterystycznego materiału do czasu charakterystycznego (czasu trwania) tego procesu. Określa to liczba Debory (De): De = λ / t p (1) Zadania nr 9 10

11 gdzie: λ - czas charakterystyczny materiału, t p - czas charakterystyczny procesu. Typowy polimer, którego czas charakterystyczny (λ) wynosi 1 s, będzie zachowywał się w różny sposób w zależności od czasu trwania danego procesu przetwórczego. Przy bardzo długim czasie charakterystycznym procesu (t p ), liczba Debory będzie dążyła do zera i materiał będzie się zachowywał jak lepka ciecz. Natomiast przy bardzo krótkim czasie procesu (t p 0), liczba Debory będzie bardzo duża (De ) i ten sam materiał będzie się zachowywał jak sprężyste ciało stałe. Czas charakterystyczny większości przepływów w przetwórstwie tworzyw sztucznych wynosi 0,1-1 s, co oznacza, że dla λ=1 s liczba De = 1-10, zatem polimery wykazują w procesach przetwórczych zarówno właściwości lepkie jak i sprężyste, a więc są lepkosprężyste. ZJAWISKA CHARAKTERYSTYCZNE LEPKOSPRĘŻYSTOŚCI Właściwości lepkosprężyste polimerów ujawniają się w następujących charakterystycznych zjawiskach [5]: 1. Efekt Weissenberga - polega na nietypowym kształtowaniu się powierzchni swobodnej cieczy w przepływie Couette a. Jest ot przepływ ścinający między dwoma współosiowymi cylindrami, z których jeden wykonuje ruch obrotowy. Podczas takiego przepływu obserwowane jest w przypadku stopionych polimerów charakterystyczne podnoszenie się powierzchni swobodnej przy obracającym się cylindrze wewnętrznym. Zjawisko to pojawia się również np. przy mieszaniu farb i lakierów, natomiast nie występuje w przypadku cieczy newtonowskiej, kiedy powierzchni swobodna (przy pominięciu sił bezwładności) pozostaje płaska. Efekt Weissenberga jest wynikiem generowania podczas przepływu ścinającego dodatkowych naprężeo (naprężeo normalnych). 2. Efekt Barusa - polega na rozszerzaniu się strugi cieczy wypływającej z kapilary. Charakteryzowany jest jako stosunek średnicy strugi (d) do średnicy kapilary (D), czyli tzw. stopniem rozszerzenia B = d/d. Rozszerzanie strugi jest charakterystyczne dla materiałów lepkosprężystych, jednak w pewnym stopniu występuje w przypadku cieczy Zadania nr 9 11

12 newtonowskich. W przypadku polimerów rozszerzanie strugi jest bardzo duże (stopieo rozszerzenia zwykle 1,2-2,5, chociaż może osiągad nawet większe wartości). Charakterystyczna jest wyraźna zależnośd stopnia rozszerzenia od natężenia przepływu materiału i geometrii kapilary. Efekt Barusa jest w znacznym stopniu związany z występowaniem przy przepływie ścinającym niezerowych różnic naprężeo normalnych czyli tzw. efektem naprężeo normalnych. 3. Efekty czasowe - dotyczą występowania zależności czasowej pomiędzy naprężeniem i dokształceniem materiałów. Mogą się pojawiad w warunkach statycznych i dynamicznych. Statyczne efekty czasowe obejmują zjawiska zmiany z upływem czasu naprężenia materiału, przy stałym odkształceniu (relaksacja naprężeo) lub zmiany odkształcenia przy stałym naprężeniu (pełzanie odkształceo). Dynamiczne efekty czasowe powstają przy dynamicznych (oscylacyjnych) obciążeniach lub odkształceniach materiału. Polegają one na występowaniu czasowej różnicy między obciążeniem a odkształceniem. RÓŻNICOWA KALORYMETRIA SKANINGOWA (DSC) Zasada pomiaru metodą DSC polega na mierzeniu w funkcji temperatury i czasu różnicy pomiędzy strumieniami ciepła przepływającymi od próbki i od wzorca do czujnika. Różnice strumienia cieplnego powstają wówczas, gdy próbka absorbuje, bądź uwalnia ciepło wskutek występowania przemian termicznych, którym towarzyszą efekty cieplne, takie jak topnienie, krystalizacja, reakcje chemiczne, przejścia polimorficzne. Na podstawie różnicy strumienia cieplnego możliwe jest także wyznaczenie pojemności cieplnej oraz jej zmiany, podczas przemiany szklistej [6]. 3. PRZEBIEG DWICZENIA (Procedure) Wyznaczyd temperaturę zeszklenia polimerów przy użyciu analizatora DSC1, firmy Mettler Toledo. Pomiar przeprowadzid dla próbek o masie 5-10 mg, w zakresie temperatur podanych Zadania nr 9 12

13 przez prowadzącego, z szybkością grzania/chłodzenia 10 o C/min. Wyznaczyd zmianę strumienia ciepła (pojemności cieplnej) w funkcji temperatury pomiaru. Przy pomocy programu STARe z punktu przegięcia uzyskanych krzywych wyznaczyd wartości temperatury zeszklenia T g Aparatura pomiarowa Różnicowy kalorymetr skaningowy DSC1 (Mettler Toledo) z wieloczęstotliwościową modulacją temperatury przedstawiony został na Rys. 2. Badana próbka poddawana chłodzeniu, a następnie ogrzewaniu w zakresie temperatury dobranym zależnie od rodzaju badanego materiału. Jako czynnik chłodzący wykorzystywany jest ciekły azot. Przed pomiarem aparat skalibrowano w oparciu o następujące wzorce: skalę temperatury w oparciu o n-oktan i ind, wymienione ciepło według ciepła topnienia indu 28,45 J/mg. a) Zadania nr 9 13

14 b) Rys. 2. Analizator DSC: a)widok ogólny; (b) sensor pomiarowy FRS5 [6] 3.2. Wykonanie dwiczenia 1. Uruchomid aparat DSC1 oraz program obsługujący przebieg pomiaru (STARe). 2. Przygotowad tygiel z próbką (masa próbki 5-10 mg). 3. Zamknąd tygiel z próbką hermetycznie przy pomocy prasy. 4. Zdefiniowad metodę pomiaru, wpisad parametry pomiaru oraz próbki w oknie pomiarowym. 5. Przeprowadzid pomiar strumienia cieplnego w funkcji temperatury. 6. Wyznaczyd temperaturę zeszklenia polimeru. 4. OPRACOWANIE SPRAWOZDANIA (Report) 4.1. Cel dwiczenia 4.2. Metodyka pomiarów Charakterystyka obiektu badao, opis stosowanej metodyki i aparatury pomiarowej oraz warunki prowadzenia pomiarów. Zadania nr 9 14

15 4.3. Wyniki pomiarów Z otrzymanych termogramów wyznaczyd temperatury zeszklenia polimerów przy użyciu programu STARe Opracowanie wyników pomiarów 1. Podad wartości wyznaczonych temperatur zeszklenia polimerów. 2. Na podstawie wartości T g zidentyfikowad polimery będące obiektami badao Wnioski 5. LITERATURA (References) [1] Praca zbiorowa pod red. Florjaoczyk Z., Pęczek S.: Chemia polimerów, tom I Makrocząsteczki i metody ich otrzymywania, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa *2+ Rabek J. F.: Współczesna wiedza o polimerach, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa [3] Galina H.: Fizykochemia polimerów, Oficyna Wydawnicza Politechniki Rzeszowskiej, Rzeszów *4+ Cowie J. M. G., Arrighi V.: Polymers: chemistry and physics of modern materials, CRC Press, Taylor & Francis Group, Boca Raton [5+ Wilczyoski K.: Reologia w przetwórstwie tworzyw sztucznych, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa [6] Strona internetowa firmy Mettler Toledo ( Zadania nr 9 15

16 6. PYTANIA SPRAWDZAJĄCE (Problems) 1. Scharakteryzowad podstawowe stany mechaniczne, w których występują polimery amorficzne. 2. Opisad właściwości cieplne polimerów. 3. Wymienid i opisad charakterystyczne temperatury przemian postaci i stanu polimerów. 4. Przedstawid naturę przejścia szklistego polimerów. 5. Wymienid i krótko scharakteryzowad czynniki wpływające na temperaturę zeszklenia polimerów. 6. Zdefiniowad pojęcie lepkosprężystości. 7. Opisad zjawiska charakterystyczne lepkosprężystości. 7. EFEKTY KSZTAŁCENIA (Learning outcomes) 7.1. Co student powinien wiedzied - opisad podstawowe stany mechaniczne polimerów amorficznych, - scharakteryzowad właściwości cieplne polimerów, - opisad zmiany morfologii makrocząsteczki polimeru przy przejściu do poszczególnych stanów mechanicznych, - zdefiniowad charakterystyczne temperatury przemian postaci i stanu polimerów, - opisad związek między budową polimeru a wartością jego temperatury zeszklenia, - scharakteryzowad właściwości lepkosprężyste polimeru i zjawiska charakterystyczne lepkosprężystości Co student powinien umied - wykonad pomiar temperatury zeszklenia polimerów przy użyciu analizatora DSC1, - zinterpretowad wartości uzyskanych temperatur zeszklenia z punktu widzenia ich wpływu na przetwórstwo polimerów, Zadania nr 9 16

17 - oszacowad, który z polimerów będzie posiadał wyższą lub niższą T g na podstawie jego budowy chemicznej, - zanalizowad uzyskane dane i sformułowad logiczne, prawidłowe wnioski. 8. TELEFONY ALARMOWE (Emergency numbers) Pogotowie ratunkowe: 999 Straż pożarna: 998 Policja: 997 Straż miejska: 986 Pogotowie ciepłownicze: 993 Pogotowie energetyczne: 991 Pogotowie gazowe: 992 Pogotowie wodociągowe: 994 Numer alarmowy z telefonu komórkowego: 112 Zadania nr 9 17