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Some physical properties associated with the urethane group—II

1969; Elsevier BV; Volume: 5; Issue: 4 Linguagem: Inglês

10.1016/0014-3057(69)90084-6

1873-1945

A. M. North, J. C. Reid, J. B. Shortall,

Vibration Control and Rheological Fluids

Dielectric permittivity and loss measurements have been made between 102 and 1010 Hz on samples of polyethylene glycol 200 polyurethane, polyethylene glycol 600 polyurethane and polypropylene glycol 450 polyurethane elastomers. A high dielectric loss in the ultra high frequency region, like that observed(3) in N-ethyl urethane liquid, was not found. The polyethylene glycol polyurethanes exhibit low dielectric permittivity and loss factor at temperatures below a transition temperature measured by differential scanning calorimetry. Above this temperature, large dielectric permittivities and loss factors are observed at low frequencies, a phenomenon ascribed to the inclusion of a second phase of high interfacial polarizability within the elastomer matrix. Such observations support the two-phase structure of the elastomers proposed(1, 2) to explain their mechanical properties. The polypropylene glycol polyurethane also exhibits a high dielectric permittivity and loss factor at low frequencies, which phenomenon is best explained by the existence of Maxwell—Wagner two-phase interfacial polarization. However in this case the high losses and polarizabilities (and also elastomeric behaviour) are exhibited at temperatures below the transition temperature measured by differential scanning calorimetry. It is suggested that the true glass temperature of the polymer lies below −20°, but the dielectric results alone do not permit more than speculation as to the nature of the calorimetric transition. Des mesures de permittivité et de pertes diélectriques ont été faites entre 102 et 1010 Hz sur des échantillons d'élastomères polyéthylène glycol 200 polyuréthane, polyéthylène glycol 600 polyuréthane et polypropylène glycol 450 polyuréthane. On n'a pas trouvé de pertes diélectriques èlevées dans le domaine des très hautes fréquences comme celles qui ont été observees(3) dans le N-éthyl uréthane liquide. Les polyéthylène glycol-polyuréthanes possèdent des permittivités et des coefficients de pertes diélectriques faibles pour les températures inférieures à une température de transition mesurée par analyse calorimétrique différentielle. Au-dessus de cette température on observe des coefficients de permittivité et de pertes élevées pour de basses fréquences; ce phénomène est attribué à l'inclusion d'une seconde phase de grande polarisabilité inter-faciale au sein de la matrice de l'élastomère. De telles observations sont en accord avec la structure en deux phases des élastomères proposée(1, 2) pour expliquer leurs propriétés mécaniques. Le polypropyléne glycol-polyuréthane possède également une permittivité et un coefficient de pertes diélectriques élevées pour de basses fréquences; la meilleure explication de ce phénomène est la polarisation inter-faciale des deux phases de Maxwell—Wagner. Cependant, dans ce cas, les grandes pertes et polarisabilités (ainsi que l'élasticité) apparaissent à des températures inférieures à la température de transition mesurée par analyse calorimétrique différentielle. On suggère que la véritable température de transition vitreuse du polymére se situe au-dessous de −20° mais les résultats diélectriques seuls ne permettent pas de préciser la nature de la transition calorimétrique. Sono state effettuate misure di permittività dielettrica e di perdita tra 102 e 1010 Hz su campioni di elastomeri di glicol polietilenico 200 poliuretano, glicol polietilenico 600 poliuretano e glicol polipropilenico 450 poliuretano. Un'altra perdita dielettrica nella regione di frequenza ultra alta, come quella osservata(3) in N-etil uretano liquido, non è stata trovata. I poliuretani di glicol polietilenici mostrano una bassa permittività elettrica e fattori di perdita a temperature al di sotto di una temperatura di transizione misurata con calorimetro differenziale. Al di sopra di questa temperatura, si osservano grandi permittività dielettriche e fattori di perdita a basse frequenze, fenomeno attribuito all'inclusione di una seconda fase di alta polarizzabilità interfaciale, entro l'elastomero matrice. Queste osservazioni appoggiano la struttura bifase degli elastomeri proposti(1, 2) per spiegare le loro proprietà meccaniche. Anche il poliuretano di glicol polipropilenico mostra un'alta permittività dielettrica e fattori di perdita a basse frequenze, il quale fenomeno é meglio spiegato dall'esistenza della polarizzazione interfaciale bifase di Maxwell—Wagner. Comunque, in questo caso le alte perdite e le polarizzabilità (e anche il comportamento elastomerico) si mostrano a temperature al di sotto della temperatura di transizione misurate da un calorimetro a scansione differenziale. Viene suggerito che la vera temperatura vetrosa del polimero si trova al di sotto dei −20°, ma i risultati dielettrici da soli non permettono più che una ipotesi riguardo alla natura della transizione calorimetrica. Messungen der dielektrischen Durchlässigkeit und des Verlusts wurden zwischen 102 and 1010 Hz an Proben von Polyäthylenglykol 200 Polyurethan, Polyäthylenglykol 600 Polyurethan und Polypropylenglykol 450 Polyurethan Elastomeren durchgeführt. Ein starker dielektrischer Verlust im ultrahohen Frequenzbereich, wie er in flüssigen N-Äthylurethan auftritt,(3) wurde nicht gefunden. Die Polyäthylenglykol Polyurethane zeigen geringe dielektrische Durchlässigkeit und Verlustfaktoren bei Temperaturen unterhalb einer Übergangstemperatur, die mit differentiellen calorimetrischen Messungen bestimmt wurde. Oberhalb dieser Temperatur werden bei nierigen Frequenzen hohe dielektrische Durchlässigkeiten und Verlustfaktoren beobachtet, eine Erscheinung, die dem Einschluss von einer zweiten Phase mit hoher Grenzflächenpolarisierbarkeit innerhalb der Elastomermatrix zugeschrieben wird. Solche Beobachtungen liefern eine Unterstützung der Zweiphasen-Struktur,(1, 2) die vorgeschlagen wurde um die mechanischen Eigenschaften der Elastomeren zu erklären. Das Polypropylenglykol Polyurethan zeigt auch bei niedrigen Frequenzen eine hohe dielektrische Durchlässigkeit und einen hohen Verlustfaktor, eine Erscheinung, die am besten durch Vorliegen einer Maxwell—Wagner Polarisation zwischen zwei Phasen erklärt werden kann. Jedoch treten in diesem Fall die hohen Verluste und Polarisierbarkeiten (und ebenso das elastomere Verhalten) bei Temperaturen unterhalb der Übergangstemperatur auf, wie durch differentielle Calorimetrie festgestellt wurde. Es wird vorgeschlagen, daβ die wahre Glastemperatur des Polymeren unter −20° lieft, aber die dielektrischen Ergebnisse allein können in Bezug auf die Art des calorimetrischen Übergangs nicht über Vermutungen hinausgehen.