Heat of fusion and specific volume of poly(ethylene terephthalate) and poly(butylene terephthalate

Summary

Concerning the relation between the experimental heat of fusion ΔH* and the specific volumev of PETP a considerable uncertainty exists in literature. For PBTP obviously no data have been reported. The present paper reports ΔH* andv measurements for undrawn PETP and PBTP samples which have been crystallized from the glassy state or from the melt at different temperatures for different periods of time.

For PETP a linear relation is obtained: ΔH* = 1411–1886v (Jg⁻¹). Published values for the specific volumev _c of the PETP crystal range from 0.660 to 0.687 cm³g⁻¹. Ifv _c = 0.660 cm³g⁻¹ is accepted, a heat of fusion ΔM _m = 166 Jg⁻¹ is obtained for the PETP crystal.

For PBTP also a linear relation is found: ΔH* = 1296–1628v (Jg⁻¹). Withv _c = 0.71 cm³g⁻¹ one obtains ΔH _M = 140 Jg⁻¹ as the heat of fusion of the PBTP crystal. The specific volumev _a of amorphous PBTP (ΔH* = 0) is 0.796 cm³g⁻¹ which is much higher than the hitherto used values of 0.781–0.782 cm³g⁻¹. The reason for this difference is thatv _a cannot directly be measured, because the low “quasi-static” glass temperature of 15 °C enables quenched PBTP to undergo cold crystallization at 20 °C.

Zusammenfassung

Hinsichtlich des Zusammenhangs zwischen experimenteller Schmelzwärme ΔH* und spezifischem Volumenv von PETP bestehen in der Literatur beträchtliche Diskrepanzen. Für PBTP wurden bislang offensichtlich keine Ergebnisse veröffentlicht. In der vorliegenden Arbeit werden Messungen von ΔH* undv für unverstreckte PETP- und PBTP-Proben mitgeteilt, die unterschiedlich lange bei ver-schiedenen Temperaturen aus dem Glaszustand oder aus der Schmelze kristallisiert wurden.

Für PETP ergibt sich die lineare Beziehung: ΔH* = 1411–1886v (Jg⁻¹). Literaturwerte für das spezifische Volumenv _c des PETP-Kristalls schwanken zwischen 0.660 und 0.687 cm³g⁻¹. Nimmt manv _c = 0.660 cm³g⁻¹ als richtig an, so erhält man als Schmelzwärme des PETP-Kristalls ΔH _M = 166 Jg⁻¹ = 32 kJ mole⁻¹.

Auch für PBTP erhält man eine lineare Abhängigkeit: ΔH* = 1296–1628v. Mitv _c = 0.71 cm³g⁻¹ ergibt sich als Schmelzwärme des PBTP-Kristalls ΔH _M = 140 Jg⁻¹ = 31 kJ mole⁻¹. Das spezifische Volumen des amorphen PBTP beträgt _a = 0.796 cm³g⁻¹ und ist erheblich größer als der bisher angenommene Wert von 0.781 cm³g⁻¹. Die Ursache fÜr diese Diskrepanz liegt darin begündet, daßv _a nicht direkt gemessen werden kann, weil wegen der niedrigen “quasi-statischen” Glastemperatur von 15°C bei abgeschrecktem PBTP die Kaltkristallisation bei 20°C bereits einsetzt.