Wärmeleitung in Polyamiden, Penton und Polyoxyäthylen im Temperaturbereich von — 175 bis +140°C

Zusammenfassung

Die Wärmeleitfähigkeit von 6-, 6.6-, 6.10-Polyamid,Penton und Polyoxyäthylen wurde im Temperaturbereich von −175°C bis +140°C mit einem quasistationären Meßverfahren gemessen. Bei den Polyamiden steigt die Wärmeleitfähigkeit mit zunehmendem Kristallisationsgrad und mit zunehmendem Wassergehalt. Unter Zugrundelegung eines Zweiphasenmodells wurde die Wärmeleitfähigkeit der amorphen und der kristallinen Phase von 6- und 6.6-Polyamid berechnet. Für die Wärmeleitfähigkeit der amorphen Phase ergibt sich die für amorphe Hochpolymere typische Temperaturabhängigkeit mit einem flachen Maximum im Einfrierbereich, das sich wie das α-Maxima der mechanischen Dämpfung mit steigendem Wassergehalt nach tieferen Temperaturen hin verschiebt. Die Wärmeleitfähigkeit der kristallinen Phase λ _k sinkt mit steigender Temperatur analog zur Wärmeleitfähigkeit niedermolekularer Mischkristalle nach der Beziehung 1/λ _k =a+bT,a undb sind Konstanten.

Die Wärmeleitfähigkeit vonPenton fällt mit steigender Temperatur. Bei, −8°C findet man ein flaches Maximum, dessen Lage mit der dilatometrisch gemessenen Einfriertemperatur der amorphen Bereiche übereinstimmt. Polyoxyäthylen zeigt ebenfalls einen Abfall der Wärmeleitfähigkeit mit steigender Temperatur. Das bei etwa −60°C liegende Maximum kann jedoch wegen des hohen Kristallisationsgrades nicht nur auf Einfriererscheinungen in den amorphen Bereichen zurückgeführt werden. Vermutlich sind auch Platzwechsel in den kristallinen Bereichen beteiligt. Bemerkenswert ist auch, daß der Verlauf der spezifischen Wärme hier keine Umwandlungen anzeigt (31).

Summary

The thermal conductivity of 6-, 6.6-, 6.10-polyamid,Penton and polyoxyethylene was measured in the temperature range from −175°C to +140°C by a quasi-stationary method. For the polyamids the thermal conductivity increases with increasing crystallinity and increasing content of water. The thermal conductivity of the amorphous and the crystalline phase was calculated on the basis of a two-phase model. For the thermal conductivity of the amorphous phase we obtained a dependence on temperture, which is typical for amorphous polymers, with a flat maximum in the glass transition range. This maximum is shifted to lower temperatures with increasing content of water like the α-maxima of the mechanical damping. The thermal conductivity of the crystalline phase λ _k decreases with increasing temperature analogous to the thermal conductivity of low molecular crystals in accordance with the relation 1/λ _k =a+bT;a andb are constants.

The thermal conductivity ofPenton decreases with increasing temperature. AT −8°C we found a flat maximum the position of which is according to the dilatometrically determined glass transition temperature of the amorphous regions. Polyoxyethylene shows likewise a decrease of thermal conductivity with increasing temperature. The maximum, however, which lies at about −60°C, cannot only be attributed to glass transition phenomena in the amorphous regions because of the high degree of crystallinity. Presumably also displacements in the crystalline regions are involved. It is remarkable, too, that in this case the specific heat does not indicate any transitions (31).