Relationship between compatibility, internal stresses and stability in polymer composites III. Internal stresses revealed by pressure dependence of amorphous‐crystalline coupling

1985

The formation and melting processes of ordered phases in semicrystalline and amorphous polymer composites are considered on the basis of an universal procedure. This procedure, recently established by taking into account the topoenergetic principles, involves both experimental standard conditions and new theoretical concepts for univocal determination of the behaviour of composite systems under particular experimental conditions, and represents a generalization of the ARRHENIUS representation used in previous papers. For a large variety of practical cases, i t results that this individual behaviour (ontogeny) is defined by two affine parameters and a threshold value of the driving potential which triggers the overall transformation process. Beziehung zwischen Vertraglichkeit, inneren Spannungen und Stabilitat in Polymersystemen. I V . Verallgemeinerte Darstellung der amorphen und kristallinen PhasenDie Entstehungs-und Schmelzprozesse geordneter Phasen in semikristallinen und amorphen Polymeren werden von einem verallgemeinerten Standpunkt aus betrachtet. Dieses Verfahren beruht auf topoenergetischen Prinzipien und enthalt sowohl standardisierte experimentelle Bedingungen als auch neue theoretische Begriffe zur eindeutigen Bestimmung des Verhaltens des Polymers im jeweiligen MeBsystem. Es ist eine Verallgemeinerung der in friiheren Arbeiten benutzten ARRHENIUS-Darstellung. Fur eine Vielfalt praktischer Falle wird gezeigt, daB das individuelle Verlialten (die Ontogenie) bestimmt wird durch zwei affine Parameter und einen Grenzwert des Kraftfeldes, das die Umwandlung bewirkt. Baawocemb wemay coewecmu&ocmbm, enympennuwu nanpmwenuwu u cma6unbnocmbm s nonu.Mepnb&x so&no-mrnnb6x wamepumax. I V . 0606upnnoe npeacmasnenue a.wp&ixz u xpucmmnuwcsux $a3 npOqeCChI 0 6 p a 3 0 s a~~~ H IIpOqeCCbl nJIaBJIeHEIR yIJOpFl~O4eHHblX @a3 4aCTHYHO HPEICTaJIJIH4eCKBX EI aMOP@HHX nOJIAMepOB PaCCMaTPIIBaIOTCfI H a OCHOBe yHABepCaJIbHOr0 IIpHeMa. 3TOT npHeM, HegaBHO J'CTaHOBJleHHblfi H a OCHOBe TOn03HeP~eTII9eCKHX I'IPIIHqHIIOB, BOBJIeKaeT K a K 3KCIlePIIMeHTaJIbHbIe CTaHRapTHbIe YCJIOBIIH, T I K H TeO-peHHH. O H o606wae~ ~3 0 6 p a m e~~e APPEHEIYCA, HCIfOJIb30BaHHOe B npegluecTByIOIqEIx p a 6 o~a x . &TI MHOmeCTBa peTwrecKue Home n o n m m ~J I H onpenenenm nosenema KoMnoauTHux cmTeM B p a m a x oco6nx ~C J I O B H~~ 113~e-npaKTmecKHx cnyvaeB I I O K~~~H O , w o TO mgxmigyamHoe nosegenIie onpenennercs ~B Y M R napaMeTpam II O~H I~M noporoBarM 3 1 i a q e~n e~ noTeHqnaaa, onpegensloqero 06qk1ti npoqecc npeapaueaus. Acta Polymcricr 36 (1985) Nr. 9 500 DRAGAN: Relationship between compatibility, internal stresses and stability in polymer composites. IV Ausgehetid von der Einschatzung aller bisher vorgenommenen Normalspannungsberechnungen und einern kurzen liistorischen AbriB wird eine einheitliche mathematische Darstellungsform der unterschiedlichen Methoden gegeben. Rcsonders wird auf die Bestimmung der in diesen Normalspannungsberechnungsmodellen enthaltenen Parameter vingegangen und nacli Bestimmungsmoglichkeiten rnittels der Viskositats...

Relationship between compatibility, internal stresses and stability in polymer composites. IV. Universal representation of amorphous and crystalline phases

1985

Topoenergetic properties of amorphous and crystalline modifications associated with annealing and melting of chlorinated polyethylenes

1986

Amorphous and crystalline modifications of chlorinated polyethylenes (CPE) obtained by chlorination in solid state (40% C1 by wt.) of three types of high density polyethylenes, are considered again on the basis of topoenergetic principles. The transformations are initially induced by isochronous annealing a t 115,120,125 and 130°C and subsequently evidenced by the melting behaviour in a DTA system. By numerical iteration for the best fit of the kinetic equations the threshold tcmperature of (255 f 3) K is obtained which coincides with T , of poly(viny1idene chloride) and is in good agreement with most works on the morphology of the CPE samples with high chlorine content. Topoenergetische Besonderheiten der Modifizierung amorpher und kristalliner Bereiche in chlorierten Polyethylenen beim Tempern und SchmelzenDie Modifizierung der amorphen und kristallinen Bereiche von durch Festkorperchlorierung aus drei verschiedenen Polyethylenen hoher Dichte hergestellten chlorierten Polyethylenen (40 Masse-% Chlor) wird auf Basis topoenergetischer Prinzipien betrachtet. Die Umwandlungen werden zunachst durch isochrone Temperung bei 115, 120, 125 und 130°C bewirkt und dann durch Untersuchung des Schmelzverhaltens in einem DTA-System nachgewiesen. Durch numerische Iteration wird eine optimale Anpassung der kinetischen Gleichungen erreiclit und eine Grenztemperatur van (255 f 3) K erhalten, die gleich der Glasiibergangstemperatur van Poly(vinylidench1orid) ist und mit den meisten Arbeiten zur Morphologie von chlorierten Polyethylenen niit hohem Chlorgehalt gut ubereinstimmt. Tonoanepsemuuec~ue oco6ennocmu a&op §nb&x u icpucmamuueclcux nco& §uicayuC, cemannb~x c o m x u 2 0~ u. nnaae-nueM xaopucmbix nonu3mmnoe

Influence of carbon black type and concentration upon thermooxidation of the amorphous phase in high and low density polyethylenes

1986

Thermooxidation in solid and molten state of HDPE and LDPE loaded with different types of carbon black is studied by DSC measurements on mill rolled specimens and tensile test on compression moulded specimens by considering the isothermal induction times a t 210 to 25OOC and the elongation a t break a t room temperature, respectively. The terms of morphology stability and compatibility between P E and carbon black species are defined on the basis of recently established topoenergetic principles according t o which the notions have meaning only in respect t o a transformation process revealed in a measuring system which includes the standard experimental conditions. The universal representation allows to determine by iteration the threshold temperature To = (240 f 10) K below which the thermooxidation of the amorphous phase is practically inhibited. This value fairly corresponds to the glass transition temperature like for other polymers and transformation processes studied on topoenergetic basis. Der EinfluP von Art und Konzentration des RuPes auf die Thermooxidation der amorphen Phase in Polyethylenen hoher und niedriger DichteDie Thermooxidation von mit verschiedenen RuBtypen gefullten HDPE und LDPE im festen und geschmolzenen Zustand wurde mittels DSC-Messungen an gewalzten Proben und durch Zugprufungen an gepreBten Proben untersucht, indem die isothermen Induktionspcrioden im Bereich von 210 bis 250°C sowie die Bruchdehnungen bei Raumtemperatur bestimmt wurden. Die Begriffe der morphologischen Stabilitat und der Vertraglichkeit zwischen PE und RUB werden auf der Basis von in neueren Arbeiten abgeleiteten topoenergetischen Prinzipien definiert. Danach haben diese Begriffe einen Sinn nur in bezug auf den TransformationsprozeB in einem bestimmten MelJsystem, wozu auch die experimentellen Standardbedingungen rnit gehoren. Die universelle Darstellung erlaubt die Bestimmung einer Grenztemperatur T o = (240 & 10) K, unterhalb der praktisch keine Thermooxidation der amorphen Phase erfolgt. Dieser Wert stimmt ziemlich gut rnit der Glasubergangstemperatur uberein, wie das auch bei anderen Polymeren und Transforrnationsprozessen bei der Untersuchung auf topoenergetischer Basis gefunden wurde. Bnuxnue muna u Eonyenmpayuu caMu na mepwoomcnenue awopg5nod 6a3bc nonusmunena ebacolcoii u nu3lcoiL nhomnocmu