Thermoelastic behavior of polybutadiene networks

Abstract

Tİ Ö2ET Bir polimer molekülünün üç boyutlu konfigürasyonunu belirleyen önemli fiziksel niteliklerden biri çapraş bağlı ortaadaki zincirlerin serbest durandaki sıcaklık katsayısıdır (dln<r2>0/dT). Çapraş batlı bir polimer ortasının deforamasyonu zincir konfigürasy onlarında değişiklikler gerektirdiğinden ve farklı zincir konfigürasyonları genellikle farklı konfornasyonel enerjilere sahip olduklarından- sıcaklık katsayısı toplam elastik kuvvet içerisinde enerji kökenli kuvvet yüzdesini -gösterir. Konfornasyonel enerjideki bu derişmeler. serbest durumdaki boyutların sıcaklığa bağımlılığının temelini oluşturmaktadır. Bu çalışmada çeşitli cis-polibutadien (cis-PBB) kauçuklarının sıcaklık katsayıları sabit gerilim kuvveti altında örneklerin uzunluklarının sıcaklıkla değişimi ölçülerek hesaplanmıştır. Deneylerde Shimadsu Termomekanik analiz cihazı kullanılmıştır. Farklı çapraz bağ yoğunluğuna sahip üç ayrı cis-PBD kauçuğu üzerinde deneyler yapılarak çapraz ba ğ yoğunluğunun, polimer zincirlerinin serbest durumdaki boyutlarının sıcaklık katsayısı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Ayrıca bu malzemelerin gerilme-şekil değiştirme ölçümleri, standart yöntemler ile yapılmıştır.Vİİ C-erilme-şekil değiştirme ölçümlerinden elde edilen sonuçlar daha önce yayınlamış Teriler© uygundur. Termoelastlc ölçümlerle hesaplanan sıcaklık katsayısı değerleri pozitiftir; bu da dönme izomerleri aodeli yaklaşımının öngördüğü gibidir. Fakat sıcaklık katsayıları, literatürde aynı çapraz bag yoğunluğundaki cis-PBD kauçukları için belirtilen değerlerden daim büyük olarak hesaplanmıştır, artan çapraş bag yoğunluğunun, sıcaklık katsayısını as miktarda azalttığı gözlenmiştir..- -.-- `

iv ABSTRACT One of the most important quantities used for the characterisation of the spatial configuration of a chain molecule is the temperature coefficient. ciln<r2>0/dT, of the unperturbed dimensions of the polymer chains in the network. This quantity is a measure of the energetic contribution fe to the total elastic force froa the fact `that deforaation of a polymer network requires a corresponding change in configurations, and different chain configurations have in general different conformational energies. Such differences in conformational energy are the origin of the dependence of the unperturbed dimensions on temperature. In this study, temperature coefficients of cis-poly (butadiene) (PBD) networks were calculated from the measurements of variation of sample length ¥ith temperature under constant tensile force. The apparatus employed was the Shiaadsu Thenaoaechanieal analyser. The effect of crosslinking density on the temperature coefficient of the unperturbed dimensions of the polymer chains nas investigated by performing experiaents on three cis-BPD networks %?ith different degrees of crosslinking. Also, stress-strain measurements of these networks ifere carried cut by typical stress-strain apparatus.Eeeulta o! stress-strain measurements ¥ere found to he la good agreement with tae published data. Positive values of temperature coefficients i?ere obtained from the theraoeiastic measurements. These rare in qualitative agreement ¥ith the predictions of Rotational Isomeric State Approximation. But the magnitude of the temperature coefficient as greater than those found In literature. It «s observed that increase in crosslinking density slightly decreases the temperature coefficient.