Воздействие слабых магнитных полей на процессы кристаллизации и плавления линейных полимеров

• Автор: Колесникова, Елена Дмитриевна
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Воронеж
• Количество страниц: 141 с. : ил.

ГЛАВА I
МОДИФИКАЦИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ДИАМАГНИТНЫХ МАТЕРИАЛОВ ВОЗДЕЙСТВИЕМ СЛАБЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ (Аналитический обзор)

1.1. Феноменологическое описание фазовых переходов I и II рода

1.2. Особенности кристаллизации полимеров

1.3. Магнитопластический эффект в диамагнитных материалах

1.4. Воздействие магнитных полей на физические свойства полимеров

ГЛАВА II

МЕТОДИКА И ТЕХНИКА ЭКСПЕРИМЕНТА

2.1. Экспериментальные методы исследования фазовых переходов в линейных полимерах

2.1.1. Методы дифференциального термического анализа и дифференциальной сканирующей калориметрии

2.1.2. Электрофизические методы исследования полимеров

2.1.3. Метод измерения диэлектрических характеристик
2.2. Автоматизированный измерительный комплекс ДТА
2.3. Автоматизированный измерительный комплекс для исследования релаксационных процессов в полимерах
2.4. Генератор импульсных магнитных полей
2.5. Установка для автоматической регулировки и стабилизации температуры расплава полимера при его обработке в постоянном магнитном поле

ГЛАВА III
ВОЗДЕЙСТВИЕ СЛАБЫХ ИМПУЛЬСНЫХ МАГНИТНЫХ ПОЛЕЙ НА ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ ЛИНЕЙНЫХ ГИБКОЦЕПНЫХ ПОЛИМЕРОВ
3.1. Влияние слабых импульсных магнитных полей на фазовые превращения в модифицированном полидиметилсилоксане
3.2. Магнито-кристаллизационный эффект в полимерах группы полиэтиле-ноксидов
3.3. Предкристаллизационная ИМП-обработка расплава ПЭО-ЮО
3.4. Воздействие импульсного магнитного поля на процессы кристаллизации и плавления полиэтиленоксида ПЭО-ЮО (зависимость от температуры расплава при ИМП-обработке)
3.5. Магнито-кристаллизационный эффект в полиэтиленгликолях
ГЛАВА IV
МОДИФИКАЦИЯ ПОЛИЭТИЛЕНОКСИДА СЛАБЫМИ ПОСТОЯННЫМИ МАГНИТНЫМИ ПОЛЯМИ
4.1. Селективное воздействие слабого постоянного магнитного поля на фазовые переходы в полиэтиленоксиде
4.2. Магнитостимулированное фракционирование в полиэтиленоксиде ПЭО-ЮО
ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
ЛИТЕРАТУРА

Актуальность темы.
Интерес к исследованию воздействия электромагнитных полей на полимеры, прежде всего, обусловлен поиском новых эффектов, способных обеспечить разработку принципиально новых технологий формирования материалов с требуемыми свойствами. В частности, проводятся исследования воздействий относительно слабых магнитных полей, с зеемановской энергией много меньше тепловой энергии, на линейные кристаллизующиеся полимеры. Обычно магнитную обработку полимера проводят во время полимеризации, отверждения или в высокоэластичном состоянии, когда молекулы полимера обладают большой подвижностью. В рамках этих исследований было обнаружено влияние постоянного магнитного поля (ПМП) на механические свойства и кинетику деформации широкого класса полимеров, включая полиметилметакрилат (ПММА), поливинилбутираль (ПВП), полиоксиметилен (ПОМ), поликарбонат (ПК), поливинилхлорид (ПВХ), полиэтилен (ПЭ) и другие линейные полимеры [1-3]. Воздействие внешних ПМП объяснялось ориентационными эффектами, обусловленными анизотропией диамагнитной восприимчивости полимерных цепей [1], а также наличием внутренних магнитных полей локализованных в малых упорядоченных областях полимера («физических узлах») с нехимическим взаимодействием между молекулярными группами соседних полимерных цепей [2,3]. Значительно более эффективным по сравнению с ПМП воздействием на механические свойства полимеров является воздействие импульсных магнитных полей (ИМП), что связывается с наличием электрической компоненты ИМП [4]. Считается, что роль электрического поля в магнитопластическом эффекте заключается в инициировании вращения полярных боковых групп с большим дипольным моментом и высокой подвижностью, в результате которого возникают магнитные моменты, взаимодействующие с магнитной

источника постоянного напряжения 7 (УИП-2 или Б1-2), величина которого контролируется вольтметром 8 (ВМ-388Е). Величина напряженности внешнего электрического поля может изменяться от 0 до 40-105 В/м. Через 30-60 минут, не отключая напряжение от электродов, измерительную ячейку с образцом охлаждают со скоростью (30ХЛ = (5,00 ± 0,02)-10'2 К/с до температуры 90 К. Затем выключают внешнее поляризующее поле. При этом в образце «замораживается» поляризованное состояние. Электроды измерительной ячейки закорачиваются через электрометр 5, после чего начинается процесс нагревания со скоростью изменения температуры рншр = Рохл. При этом ток деполяризации фиксируется самописцем 3. Во всех случаях направление тока деполяризации соответствует разрушению гетерозаряда, поскольку создаются достаточно низкие напряженности поляризующего поля (Еп < 107 В/м), и поляризация проходит при низких температурах (Гпл=220 К). Инжекционные явления при этом отсутствуют, и гомозаряд не образуется.
Погрешность измерения поляризационных токов и токов ТСД при этом определяется по паспортным данным используемых в установке приборов и не превышает обычно 3 - 5%.
2.1.3. Метод измерения диэлектрических характеристик.
Поскольку фазовые переходы типа кристалл - расплав - кристалл в линейных полимерах сопровождаются также скачкообразным изменением диэлектрической проницаемости е', положение экспериментальных температур плавления и кристаллизации можно определять методом измерения диэлектрических характеристик.
Блок - схема установки, используемой в работе для измерения электрической емкости полимерных образцов, представлена на рис. 2.8.