Определение температуры стеклования полимеров

Суть метода в следующем. В хроматографическую колонку загружают полимер, нанесенный на инертный адсорбент, или гранулы исследуемого полимера. С помощью хроматографического шприца подают пробы тестирующего вещества и регистрируют время их удерживания / при различных температурах. По перегибам на кривых 1п/ =Д1/7) определяют температуры физических или фазовых переходов в полимере. Появление перегибов обусловлено изменением механизма сорбции: ниже температуры стеклования полимера Т_ст молекулы адсорбата не проникают вглубь твердой полимерной фазы и удерживание их в хроматографической колонке определяется лишь адсорбцией на поверхности полимера. При температурах выше Т" становится возможной диффузия молекул адсорбата вглубь фазы полимера и наряду с адсорбцией происходит абсорбция, в результате — наблюдается некоторое увеличение времени удерживания. Дальнейшее повышение Т дает равновесное уменьшение сорбции, что вновь приводит к снижению времени удерживания.

В качестве примера приведем данные по определению температуры стеклования сополимера бутадиена и стирола (ДСТ-30)^[1].

Опыты проводили на хроматографе ЛХМ-80. Исследуемые полимеры и их смеси наносили на хроматон (инертный адсорбент), выпаривая растворы в толуоле. Хроматон, покрытый тонкой пленкой полимера, помещали в хроматографическую колонку длиной 0,5 м и диаметром 3 мм. В качестве газа-носителя применяли гелий, детектором служил катарометр. В качестве тестирующих веществ выбрали четыреххлористый углерод и толуол.

На рис. 5.14 в координатах 1п/ от 1 IT представлены полученные данные: линия 1 отвечает температурной зависимости времени удерживания толуола, а линия 2 — ССЦ. Определенная таким путем температура стеклования ДСТ-30 оказалась равной 78−87 °С (по сорбции толуола) и 80−90 °С (из опытов по сорбции ССЦ). В обоих случаях Тег близка к определенной методом дифференциальной сканирующей калориметрии (~81 °С).

Рис. 5.14 Зависимость времени удерживания толуола — 1 и ССЦ — 2 наДСТ.

• [1] Речь идет об определении Та жестких блоков ДСТ, температура стеклования гибкихблоков лежит в области отрицательных величин (°С).