University of Pardubice Faculty of Chemical Technology

University

Employees
|
Students
Česky

Publication detail

How temperature-induced depolymerization and plasticization affect the process of structural relaxation

Authors: Svoboda Roman | Machotová Jana | Podzimek Štěpán | Honcová Pavla | Chromčíková Mária | Nalezinková Martina | Loskot Jan | Bezrouk Aleš | Jezbera Daniel

Year: 2024

Type of publication: článek v odborném periodiku

Name of source: Polymer

Page from-to: 126549

Titles:

Language	Name	Abstract	Keywords
cze	Jak tepelně indukovaná depolymerizace a plasticizace ovlivňují proces strukturální relaxace	Self-plasticizace, tedy zvýšení segmentální mobility polymeru zahrnutím vlastního monomeru, má významný vliv na strukturu, tepelné a mechanické vlastnosti polymeru. Differential scanning calorimetry (DSC) byla použita k prozkoumání vlivu tepelně indukované self-plasticizace na strukturální relaxaci polydioxanonu (PDX). Depolymerizace (dominantně založená na mechanismu štěpení koncových řetězců) byla kontrolována teplotou depolymerizace Td a skutečným počtem opakovaných cyklů tavení (při zachování konstantního času stráveného při Td). Byly připraveny vzorky PDX s teplotou skelné přechodné teploty (Tg) v rozsahu −52 °C (vysoká plasticizace) až −13 °C (panenské). Data DSC byla popsána pomocí modelu Tool-Narayanaswamy; bylo identifikováno konzistentní chování strukturální relaxace, které souvisí s plastizací a Tg. Aktivace energie nejprve klesala s plasticizací z 430 kJ mol−1 na 210 kJ mol−1 v rozsahu Tg −40 až −13 °C, což odpovídá prostorovému oddálení polymerních řetězců způsobenému plastizací a většímu volnému prostoru pro relaxační pohyby. U vysoce plastizovaných vzorků PDX se aktivace energie zvýšila z 210 kJ mol−1 na 310 kJ mol−1, což se jeví být spojeno s možnou segregací části plastifikátoru do diskrétní fáze. Šířka distribuce relaxačních časů se s plasticizací zvyšuje v důsledku uvolnění polymerních řetězců plastifikátorem a umožnění širší škály segmentálních pohybů. Plasticizace také vede k větší závislosti segmentálních relaxačních pohybů na jejich aktuálním fyzikálně-chemickém a sterickém okolí.	tepelně indukovaná depolymerizace; plasticizace; strukturní relaxace
eng	How temperature-induced depolymerization and plasticization affect the process of structural relaxation	The self-plasticization, i.e., the increase in the polymer segmental mobility by the inclusion of its own monomer, has a major impact on the structural, thermal, and mechanical properties of the polymer. Differential scanning calorimetry (DSC) was used to investigate the influence of thermally induced self-plasticization on the structural relaxation of polydioxanone (PDX). Depolymerization (based dominantly on the end-chain scission mechanism) was found to be controlled by the depolymerization temperature Td as well as the actual number of re-melting cycles (while keeping the time spent at Td constant). PDX samples with the glass transition temperature (Tg) ranging from −52 (highly plasticized) to −13 °C (virgin) were prepared. The DSC data were described in terms of the Tool-Narayanaswamy model; a consistent structural relaxation behavior associating the degree of plasticization with Tg was identified. The activation energy first decreased with plasticization from 430 kJ mol−1 to 210 kJ mol−1 in the Tg range of −40 to −13C, which is consistent with the plasticization-caused spacing-apart of the polymer chains resulting in larger free volume and increased freedom for the relaxation movements. For the highly plasticized PDX samples, the activation energy increased from 210 kJ mol−1 to 310 kJ mol−1, which appears to be associated with the possible segregation of the portion of the plasticizer into a discrete phase. The width of the relaxation times distribution increased with plasticization as a consequence of the plasticizer loosening the polymeric chains and enabling a wider variety of the segmental movement. The plasticization also leads to a higher dependence of the segmental relaxation movements on their current physico-chemical and steric surrounding.	Self-plasticization;Polydioxanone;DSC;Structural relaxation;Depolymerization