The measurement of heats of mixing of polymer alloys by a heat of solution method

Abstract

Direct measurement of the heat of mixing (interaction) of polymers is not feasible due to their high viscosity. The indirect approach described here is a heat of solution method, in which a Hess's Law cycle is used to determine the heat of mixing from the individual heats of solution of the alloy and its constituent polymers in a common solvent. The main limitation of this approach lies in obtaining adequate precision on the experimentally determined heats of solution, as these are large compared to the calculated heat of mixing.

With this method the heat of mixing of a 75/25 (%by wt) poly(dimethyl) phenylene oxide/polystyrene alloy has been determined by Setaram C-80 microcalorimeter as 4.9 + 0.2 Jg⁻¹. The precision of the method shows an improvement compared with published data.

Zusammenfassung

Die direkte Messung der Mischungswärme (Wechselwirkungswärme) von Polymeren ist wegen ihrer hohen Viskosität nicht möglich. Die hier beschriebene indirekte Vorgehensweise beruht auf der Lösungswärme, wobei ein Hess'scher Kreisprozess verwendet wird, um aus den einzelnen Lösungswärmen der Mischung und der sie aufbauenden individuellen Komponenten im gleichen Lösungsmittel die Mischungswärme zu bestimmen. Die entscheidende methodische Grenze ist die notwendige Genauigkeit bei der Bestimmung der Lösungswärmen, da diese gross gegenüber der berechneten Mischurigswärme sind.

Mit dieser Methode wurden die Mischungswärme einer Mischung aus 75% Poly(dimethylphenylenoxid) und 25% Polystyren in einem Mikrokalorimeter Setaram C 80 zu 4.9 +- 0.2 J g⁻¹ bestimmt. Verglichen mit veröffentlichten Daten ist die Methode genauer.

РЕжУМЕ

пРьМОЕ ИжМЕРЕНИЕ тЕп лОты сМЕшИВАНИь (ВжАИМОДЕИстВИь) пОлИ МЕРОВ НЕ пРЕДстАВльЕ тсь ВОжМОжНыМ Иж-жА Их Выс ОкОИ плОтНОстИ. ОпИсА НО НЕпРьМОЕ пРИБлИжЕНИЕ НА ОсНОВ Е МЕтОДА ИжМЕРЕНИь тЕплОты РА стВОРЕНИь, В кОтОРОМ ИспОльжУЕтсь жАкОН ц ИклА хЕссА Дль ОпРЕДЕ лЕНИь тЕплОты сМЕшЕНИь, Исх ОДь Иж кАжДОИ В ОтДЕль НОстИ тЕплОт РАстВОРЕНИь п ОлИМЕРНОгО сплАВА И сОстАВльУЩИ х ЕгО кОМпОНЕНт В кАкО М-лИБО ОБЩЕМ РАстВОРИтЕлЕ. ОсНОВН ыМ ОгРАНИЧЕНИЕМ ЁтОгО пРИБлИжЕНИь ьВ льЕтсь пОлУЧЕНИЕ АДЕ кВАтНОИ тОЧНОстИ ЁкспЕРИМЕН тАльНО пОлУЧАЕМых тЕплОт РАстВОРЕНИь, п ОскОлькУ ОНИ ьВльУтс ь БОльшИМИ пО сРАВНЕНИУ с ВыЧИсл ЕННОИ тЕплОтОИ сМЕшИВАНИь. ИсхОДь Иж ЁтОгО МЕтОДА И с пОМОЩ ьУ МИкРОкАлОРИМЕтРА сЕ тАРАМ с-80 БылА ОпРЕДЕлЕНА тЕпл ОтА сМЕшИВАНИь сплАВ А пОлИДИМЕтИлФЕНИлЕН ОксИДА — пОлИстИРОлА с ВЕсОВыМ сООтНОшЕНИЕМ 75 И 25 ВЕсО Вых %, РАВНАь 4,9 ± 0,2 Дж·т⁻¹. тОЧНОсть МЕтОДА БылА ВышЕ пО сРАВНЕНИУ с РАНЕЕ ОпУ БлИкОВАННыМИ.