Influence of molecular weight on the dynamic mechanical properties of poly(methyl methacrylate)

Abstract

Using a new parallel beam apparatus, the dynamic mechanical properties of poly-(methyl methacrylate) were determined over a wide range of molecular weights (1500< <$\overline M _n$<600 000). Results showed that the modulus (25 °C) was only slightly dependent on chain length, and equalled 2.3×10⁹ Pa for the highest molecular weight scanned. Simultaneous acquisition ofα- andβ-relaxations indicated a decrease inT _α in accordance with Gibbs' relation, whileT _β was invariant. BothT ^∞_α =111° andT ^∞_β =40° corroborated previous results from several sources, including dynamic mechanical measurements. Such modulus and glass transition data are essential to the calculation of fracture toughness and to the assessment of radiation damage of acrylic, respectively.

Résumé

En se servant d'un nouvel appareil à rayons parallèles, on a déterminé les propriétés mécaniques dynamiques du poly(méthyl-méthacrylate) dans un large intervalle de poids moléculaires (1500<$\overline M _n$<600 000). Les résultats on montré que le module (25°) ne dépend que peu de la longueur de la chaîne et est égal à 2.3×10⁹ Pa pour le plus haut poids moléculaire étudié. L'acquisition simultanée des relaxationsα etβ a indiqué, en accord avec la relation de Gibbs, une diminution deT _α tandis queT _β s'avere invariable. Les valeursT ^∞_α =111°et}T ^∞_β =40° ont corroboré toutes deux des résultats antérieurs de diverses sources, y compris des mesures mécanique dynamiques. Un tel module ainsi que les données de la transition vitreuse sont essentiels pour calculer la résistance à la rupture, et pour déterminer les dommages par irradiation des matières acryliques.

Zusammenfassung

Unter Anwendung eines neuen Parallelstrahlgerätes wurden die dynamischen mechanischen Eigenschaften von Poly(methylmethacrylat) in einem weiten Molmassenbereich (1500<$\overline M _n$<600 000) bestimmt. Die Ergebnisse zeigten, daß der Modul (25°) nur wenig von der Kettenlänge abhängig und für die höchste erfaßte Molmasse gleich 2.3× ×10⁹ Pa war. Die gleichwertige Erfassung derα- undβ-Relaxationen zeigte in Übereinstimmung mit der Gibbs-schen Abhängigkeit eine Abnahme vonT _α währendT _β unverändert blieb. SowohlT ^∞_α =111° als auchT ^∞_β =40° bestätigten frühere Ergebnisse verschiedenen Ursprungs, dynamische mechanische Messungen mit inbegriffen. Solch ein Modul und Glas-Übergangsdaten sind zur Berechnung der Bruchfestigkeit bzw. zur Bestimmung der Bestrahlungsschäden in Acrylaten unerläßlich.

Резюме

Используя новую аппа ратуру с параллельны м балансиром, были опре делены динамические механи ческие свойства полиметилметакрила та в широкой области м олекулярных весов (1500 <$\overline M _n$ < 600 000). Результ аты показали, что моду ль (25°) только слегка зависил от длины цепи и был равным 2.3&#x0445;10⁹ Па для полимера с наибольши м молекулярным весом. Одновременное приобретение αа- и β-ре лаксаций показало уменьшениеT _α в соответствии с соо тношением Гиббса, в то время какT _β не изменялось. Об аT ^∞_α =111° иT ^∞_β =40° подтверждены пр едыдущими результат ами из нескольких источник ов, включая динамические механи ческие измерения. Так ие модули и данные стеклообразн ого превращения ценны при вычислении разрыва вязкости и дл я оценки радиоактивного повр еждения акрилоида.