Properties of polymers

5.6. Жаростойкость полимеров
 
Жаростойкость полимеров определяют по ГОСТ 10456-80. При этом 
образец полимерного материала приводят в соприкосновение с силитовым 
стержнем, нагретым до 950 ºС на 3 минуты. Таким образом, жаростой-
кость полимера – это способность его выдерживать без возгорания и 
обугливания воздействие высокой температуры источника тепла. Тепловое 
сопротивление (R) характеризует теплоинерционность слоя (h) конкретно-
го полимера. Эту величину определяют по формуле: 
h
R


, [(м
2
·К)/кг], 
где λ – коэффициент теплопроводности. 
Эта величина позволяет оценивать тепловое поведение полимерного 
изделия с толщиной стенок. 
5.7. Термостойкость полимеров
 
Термостойкость полимера – это способность его сохранять неизмен-
ным свое химическое строение при повышении температуры. Такие поли-

---

53 
меры сохраняют физические свойства, которые начинают заметно изме-
няться при температурах выше 300 ÷ 320 ºС. К числу таких полимеров от-
носятся следующие: политетрафторэтилен, полифенильные гетероцепные 
и гетероциклические полимеры (полиарилаты, полиамиды) и многие эле-
менторганические полимеры. При нагревании полимера могут осуществ-
ляться два процесса: их деструкция и структурирование. Причем оба эти 
процесса протекают одновременно. Поэтому изменение химического стро-
ения полимеров при нагревании напрямую связано с названными процес-
сами. 
В прикладной физике полимеров используют следующие методы 
определения термостойкости полимеров. Это – термогравиметрия и 
дифференциальный термический анализ. В частности, в методе термогра-
виметрии непрерывно фиксируют изменение массы нагреваемого полиме-
ра. На рис. 19 показана типичная кривая потери массы в координатах Δg/g 
– Т. 
Рис. 19. Кривая изменения массы полимера g в зависимости
от температуры испытания образца 
В рассматриваемом методе количественной характеристикой термо-
стойкости полимеров является температура Т
0
, при которой начинается 
интенсивная потеря массы образца полимера, или температура, при кото-
рой потеря массы составляет определенную долю от исходной массы об-
разца, например, 0,5, а температура будет обозначаться Т
0,5
. 
Влияние химического строения полимеров на Т
0
и Т
0,5
приведены ни-
же. 
Полимеры 
Т
0
, ºС 
Т
0,5
, ºС 
Поливинилхлорид 
170 
270 
Полипропилен 
300 
380 
Полистирол 
310 
365 
Полиэтилен 
320 
405 
Считается, что при использовании метода дифференциально-
термического анализа (ДТА), возможно более точное определение темпе-
ратуры начала интенсивных химических превращений макромолекул по-
лимера. На рис. 20 представлена кривая ДТА гипотетического полимера. 

---

54 
0
T, ºC
Т
ст
Т
Д1
Т
пл
Т
Д2
эк
зо
эн
до
Рис. 20. Кривая ДТА гипотетического полимера 
 
Из рис. 20 видно, что процессы нагревания полимера характеризуют-
ся эндо- и экзоэффектами. При этом эндоэффекты ответственны за физи-
ческие процессы, связанные с поглощением энергии. Это процессы стек-
лования, плавления и др. В тоже время экзоэффекты свидетельствуют о 
выделении энергии, сопровождающей химические реакции отверждения, 
окисления, деструкции макромолекул. 
По кривой ДТА (рис. 20) можно установить наличие в полимере 
аморфной фазы, переходящей из стеклообразного состояния в высокоэла-
стическое состояние при температуре Т
ст
. При определенной температуре 
полимер плавится, после чего в нем развиваются активные процессы окис-
ления, деструкции, сопровождающиеся выделением тепла. 
Указанные методы позволяют устанавливать предельные температу-
ры переработки полимеров в изделия из расплава, а также производить 
оценку термостабильности расплава полимера, когда в нем не происходят 
химические изменения. Это задачи научных и прикладных исследований. 
И, наконец, следует сказать несколько фраз о горючести полимеров. 
Горючесть полимеров – это способность его поддерживать горение после 
удаления источника воспламенения. 
Таким образом, теплофизические свойства характеризуются набором 
показателей, которые нужно знать специалистам при переработке полиме-
ров, для изготовления изделий из полимеров, работающих в контакте с 
тепловым полем. Высокую чувствительность теплофизических свойств к 
структурным изменениям используют для определения структуры поли-
мера, температур фазовых переходов и др. 

---

55