Isobaric heating of polystyrene and evaluation of the Narayanaswamy parameter x from volume recovery data

Abstract

Strukturní parametr x definující relativní příspěvek teploty a struktury k relaxačnímu času, který je aplikován v Tool-Narayanaswamy-Moynihan rovnici, byl vyhodnocen z objemových ohřevových dat pro polystyren aplikací posuvné metody transformačního píku. Rozdílný stav PS před jeho ohřevem přes oblast teploty skelného přechodu byl dosažen relaxací na teplotě 89°C < Tg do hodnot relaxačních časů 2544 hodin. V tomto novelizovaném postupu se používají objemová data, kdy byl postup původně testován pouze pro data entalpická. Bylo zjištěno že pozice teploty píku velmi citlivě reaguje na změnu doby relaxace a tato závislost je lineární. To dovoluje vypočítat parametr x z objemových měření, x = 0.40?0.02, jehož zjištěná hodnota je v dobrém souladu s publikovanými daty pro entalpická měření.

Structure parameter x, defining the relative contributions of temperature and structure to the relaxation times, which is applied in Tool-Narayanaswamy-Moynihan equation, was evaluated from volume heating isobars for polystyrene (PS) applying the peak shift method. The peak shifted with changing structural state of PS prior heating, which was reached by different period of aging time at 89°C < Tg up to 2544 hours. In this novelized procedure for volume data, originally tested only for enthalpic measurements, high sensitivity of peak temperature (position of inflection point of the heating isobar) was shown, together with high linearity of data. This allows to directly and sensitively calculate the shift and consequently structure parameter x. The value found in the research, x = 0.40?0.02, is in good agreement with published results obtained by the peak-shift method from enthalpy data of PS.