view in publisher's site

THE HEXAGONAL MESOPHASE IN ATACTIC POLYACRYLONITRILE: A NEW INTERPRETATION OF THE PHASE TRANSITIONS IN THE POLYMER

When unoriented polyacrylonitrile (PAN) is heated from room temperature, two glass transitions are observed at ∼100°C and ∼150°C. Further heating at moderate heating rates, such as 10°C/min, a degradation exotherm is seen at ∼340°C. But if a very fast heating rate (100°C/min) is used, a melting endotherm can be seen at ∼320°C before the degradation exotherm. When highly oriented PAN is heated, only a single glass transition is seen at ∼100°C, whereas the melting/degradation still occurs at ∼340°C. The X-ray fiber pattern of oriented PAN at room temperature shows just two equatorial peaks (d1 = 0.525 nm and d2 = 0.304 nm); any meridional or off-axis scattering is very weak and diffuse. This diffraction pattern remains essentially unchanged until more than 250°C, in the sense that different peaks do not appear or existing peaks disappear. Another surprising and important feature is the existence of a thermoplastic state well below the melting point, which allows the material to be molded into a transparent sheet. Here, a new phase scheme is proposed to interpret the experimental observations on the thermal behaviour of PAN. There are two key ideas: first, there is a thermodynamically stable hexagonal mesophase in PAN; second, unoriented PAN has a two-phase morphology, whereas oriented PAN tends toward a single-phase material. In unoriented samples, there are mesophase and amorphous domains that are both in a glassy state at room temperature. At ∼100°C, the mesophase glass transforms to the mesophase melt, whereas the amorphous domains become rubbery at about ∼150°C. In PAN with a single-phase morphology (highly oriented and/or thermally annealed polymer), the amorphous phase is a minor component and hence only a single glass transition at ∼100°C is observed from the mesophase glass to mesophase melt transformation. The differential scanning calorimeter endotherm at ∼320°C must be interpreted as the mesophase isotropization temperature. On cooling from the mesophase, PAN does not crystallize because of the lack of stereoregularity, and only a mesophase glass is formed. The mesophase has not been detected in the past because of its extreme viscosity, which means the material does not flow easily.

THE mesophase در "ATACTIC polyacrylonitrile": نسخه جدیدی از مرحله مرحله "مرحله مرحله" در "POLYMER"

وقتی polyacrylonitrile unoriented (PAN)از دمای اتاق حرارت داده می‌شود، دو انتقال شیشه‌ای در دمای ۱۰۰ ° C و ۱۵۰ ° C مشاهده می‌شود. گرمایش بیشتر در نرخ‌های گرمادهی متوسط، از جمله ۱۰ ° C / min، در ۳۴۰ درجه سانتیگراد دیده می‌شود. اما اگر نرخ گرمایش بسیار سریع (۱۰۰ ° C / min)مورد استفاده قرار گیرد، نقطه ذوب شدن می‌تواند در ۳۲۰ ° C قبل از تجزیه exotherm دیده شود. هنگامی که PAN بالا گرم می‌شود، تنها یک انتقال تک عدسی در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد دیده می‌شود، در حالی که آب شدن / تجزیه هنوز در ۳۴۰ درجه سانتی گراد رخ می‌دهد. الگوی فیبر نوری پرتو ایکس در دمای اتاق تنها دو قله استوایی را نشان می‌دهد (d۱ = ۰.۵۲۵ نانومتر و d۲ = ۰.۳۰۴ نانومتر)؛ هر گونه پراکندگی meridional یا دور محور بسیار ضعیف و پراکنده است. این الگوی پراش تا زمانی که بیش از ۲۵۰ ° C بدون تغییر باقی بماند، به این معنی که قله‌های مختلف ظاهر نمی‌شوند و یا قله‌های موجود ناپدید می‌شوند. یکی دیگر از ویژگی‌های شگفت‌انگیز و مهم وجود یک حالت ترموپلاستیک بسیار پایین‌تر از نقطه ذوب است، که به ماده اجازه می‌دهد تا به شکل یک ورقه شفاف شکل گیرد. در اینجا، یک طرح فاز جدید برای تفسیر مشاهدات تجربی در مورد رفتار گرمایی of پیشنهاد شده‌است. دو ایده کلیدی وجود دارد: اول، a شش‌ضلعی پایدار از نظر ترمودینامیکی در PAN وجود دارد؛ دومی، PAN نشده یک مورفولوژی دو فازی دارد، در حالی که PAN جهت‌دار به سمت یک ماده تک فازی گرایش دارد. در نمونه‌های جهت‌یابی نشده، دامنه‌های mesophase و بی‌شکل وجود دارند که هم در حالت شیشه‌ای در دمای اتاق قرار دارند. در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد، شیشه mesophase به ذوب mesophase تبدیل می‌شود در حالی که دامنه آمورف در حدود ۱۵۰ درجه سانتی گراد تبدیل به لاستیک می‌شود. در PAN با یک مورفولوژی فاز (به شدت جهت‌دار و / یا حرارتی)، فاز بی‌شکل یک جز جزئی است و از این رو تنها یک انتقال تک عدسی در دمای ۱۰۰ درجه سانتی گراد از شیشه mesophase به تبدیل ذوب مذاب مشاهده می‌شود. The scanning differential در دمای ۳۲۰ ° C باید به عنوان دمای isotropization isotropization تفسیر شود. در سرمایش از the، PAN به دلیل فقدان stereoregularity شکل می‌گیرد و تنها یک شیشه mesophase شکل می‌گیرد. The در گذشته به دلیل of شدید آن تشخیص داده نشده است، که به این معنی است که ماده به راحتی پخش نمی‌شود.

ترجمه شده با

Download PDF سفارش ترجمه این مقاله این مقاله را خودتان با کمک ترجمه کنید
سفارش ترجمه مقاله و کتاب - شروع کنید

95/12/18 - با استفاده از افزونه دانلود فایرفاکس و کروم٬ چکیده مقالات به صورت خودکار تشخیص داده شده و دکمه دانلود فری‌پیپر در صفحه چکیده نمایش داده می شود.