Study of the phase equilibrium of the oligo(ethylene oxide)-water system by differential thermal analysis

Abstract

A DTA apparatus suitable for measuring polymer solutions has been constructed. With the use of this apparatus, the phase equilibrium was studied for various concentrations of the oligo(ethylene oxide)-water system. In the region of dilute solutions, the precipitation temperature was determined from the DTA curve, which exhibits a sigmoidal shape. Estimates were made of the thermodynamic parameters for entropyΨ ₁=−1.89 and enthalpyk ₁=−1.86 (at 380 K), and the theta temperatureΘ=101 °C. In concentrated solutions the thermodynamic quantities characterizing the fusion of oligomers depend on the molecular weight, and the values estimated from DTA peak areas and from the equation for the melting point depression agree fairly well.

Résumé

On a construit un appareil ATD pour l'étude des polymères en solution. A l'aide de cet appareil, on a étudié les équilibres de phases dans tout le domaine de concentrations du système oligo(oxyde d'éthylène)-eau. Pour les solutions diluées, on a déterminé la température de précipitation à partir de la courbe ATD de forme sigmoïde. On a estimé les paramètres thermodynamiques de l'entropie (Ψ ₁=−1.89) et de l'enthalpiek(₁=−1.86) à 380 K, ainsi que la température théta:Θ=101 °C.

Pour les solutions concentrées, les quantités thermodynamiques caractéristiques de la fusion de l'oligomère dépendent du poids moléculaire et les valeurs obtenues en se servant de la température au sommet du pic ATD sont en bon accord avec celles de l'équation donnant l'abaissement du point de fusion.

Zusammenfassung

Ein zur Messung von Polymerlösungen geeignetes DTA-Gerät wurde konstruiert. Mit Hilfe dieses Gerätes wurden die Phasengleichgewichte sämtlicher Konzentrationen des Systems Oligo(äthylenoxid)-Wasser studiert. Im Bereich der verdünnten Lösung wurde die Präzipitierungstemperatur aus der sigmoiden DTA-Kurve bestimmt. Die thermodynamischen Parameter der EntropieΨ ₁=−1.89 und der Enthalpiek ₁=−1.86 (bei 380 K) sowie die Theta-TemperaturΘ=101 °C wurden ermittelt.

Während in konzentrierten Lösungen die thermodynamischen Größen, welche für das Schmelzen des Oligomers bezeichnend sind, vom Molekulargewicht abhängen, sind die aus dem Peak der DTA-Kurve und der Gleichung für die Herabsetzung des Schmelzpunktes ermittelten Werte in guter Übereinstimmung.

Резюме

Описана конструкция прибора ДТА, пригодно го для измерения полиме рных растворов. С помощью э того прибора изучено фазовое равновесие по всей ко нцентрации системы олигоэтилен оксид — вода. По кривой ДТА сигмоидальной формы, определена температура осажден ия в области разбавле нного раствора. Расчитаны т ермодинамические параметры энтропииΨ=1,89 и энтальпии к₁=−1,86 (при 380 К) и температураΘ=101 °C. В случае концентр ированного раствора термодинамические в еличины, характеризу ющие плавление олигомеро в, зависят от молекуля рного веса и их значение можно довольно хорошо опре делить по пику кривой ДТА и уравнению для депрес сии точек плавления.