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Polymères

L'utilisation omniprésente des polymères dans la technologie et dans notre vie quotidienne est due à leurs excellentes propriétés chimiques et physiques, à leur facilité de traitement et à leur coût relativement faible. La vaste application des polymères n'est possible que par le développement et la compréhension des propriétés et du comportement des polymères. Qu'il s'agisse de nanostructures de polymères ou de nanocomposites de polymères (PNC), le portefeuille de technologies de mesure d'Anton Paar permet d'effectuer diverses recherches. Lisez ci-dessous sur l'enquête des polymères avec caractérisation de la réfraction oscillante thermo-optique pour l'influence des nanoparticules sur la réaction et les propriétés physiques des polymères.

Influence des nanoparticules sur les propriétés de réaction et physiques de la matrice d'échantillon polymérisé

Introduction

La réaction de polymérisation et les propriétés des matériaux des polymères peuvent être fortement influencées par l'ajout de pigments, de co-polymères et de charges. Les nanomatériaux peuvent être utilisés car ils exercent des influences déviantes plus importantes sur les propriétés des polymères que leurs homologues macroscopiques. La transition vitreuse des régions amorphes interagit avec les sections de polymère semi-cristallin. Cela peut, par exemple, former des composants avec une haute résistance à la température, mais aussi de meilleures propriétés de ductilité. L'étude de l'influence sur les propriétés de polymérisation, par exemple la vitesse de réaction ou la transition vitreuse induite chimiquement (vitrification), est nécessaire à des fins de recherche. Le TORC permet la surveillance des réactions en direct avec analyse de la vitesse de réaction, ainsi que des changements cinétiques et d'échantillon par indice de réfraction.

Montage expérimental

Exemple de polymérisation : Résine diglycidylether de bisphénol A (DGEBA) et de l'agent durcisseur triéthylène diamine (DETA) avec un rapport de masse de 100 g : 20 g + 1 % d'ajout de nano-sphère PMMA. La comparaison peut être effectuée soit sans additif PMMA, soit avec du PMMA macroscopique d'un poids moléculaire moyen de 120.000 GPC. Techniques et paramètres de caractérisation : TORC 5000. Ajoutez l'échantillon avec une taille de 100 µL prémélangé. Définir les conditions de polymérisation standard pour la polymérisation de par exemple 100 °C et les paramètres spécifiques de TORC d'une période de 30 s et d'une amplitude de 0,5 °C.

Résultats et discussion

La technique TORC permet une vue intérieure sur la vitesse de réaction, l'influence de la température et la cinétique de réaction. L'influence des nanoparticules sur ces processus peut être observée en comparant les résultats TORC avec les résultats de référence provenant d'échantillons mixtes sans additifs de nanoparticules. Cette interférence peut, par exemple, entraîner une sensibilité réduite aux conditions de température. La température d'origine dépendante de la vitesse de réaction et du processus de vitrification pour DGEBA + DTEA à un ratio de 100 g:20 g et avec un remplissage en polymère PMMA – ou même sans remplissage – était deux fois plus dépendante de la température que la réaction avec des particules de PMMA en nano-sphères. La dépendance de la température de réaction observée est proche du comportement de la règle d'Arrhenius, avec une vitesse de réaction doublée par une amélioration de température de 10K. Dans ce cas, les matériaux n'ont pas seulement amélioré leurs propriétés, ils pouvaient même être appliqués dans des conditions environnementales plus larges.

Informations complémentaires

Instruments :
  • TORC 5000

Source :

Rapport d’application

  • Caractériser la réaction de durcissement