химический каталог




Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)

Автор главный редактор В.А.КАБАНОВ

ить, вводя в систему ингибиторы радикалов (см. Стабилизация).

Особенности механохимических превращений в различных механических полях. Роль механич. напряжений заключается не только в инициировании активных частиц, но и в ускорении (или торможении) отдельных элементарных стадий химич. реакций. Пластнч. деформации увеличивают скорость бимолекулярных реакций, к-рые лимитируются скоростью перемещения реагирующих частиц в объеме материала; статич. сжатие, наоборот, тормозит эти процессы; сдвиг и растяжение ускоряют распад радикалов со свободной валентностью в середине цепи и т. д. Изменения внутримолекулярной подвижности и надмолекулярной структуры при деформировании полимеров также влияют на протекание химич. реакций. Поэтому направление, скорость и энергетич. выход механохимич. превращений различны в разнообразных механич. полях, отличающихся величиной и продолжительностью действия напряжений (т. е. уровнем избыточной упругой энергии в материале), характером напряженного состояния (сдвиг, растяжение, сжатие) и интенсивностью процессов рассеивания упругой энергии (переход в тепло, пластич. течение, перестройка надмолекулярной структуры и др.).

При механич. обработке высоковязких и высокоэластичных полимерных материалов на вальцах и в различных пластикаторах, при измельчении полимеров механохимич. реакции инициируются гл. обр. радикалами, образующимися в результате разрыва макромолекул. В мельницах при интенсивности подвода энергии порядка 10 дж/(см3-сек) скорость инициирования достигает 10-s молъ/(л ? сек), а энергетич. выход Ю-1 радикалов на 100 эв, то есть к. п. д. «механического» разрыва связей порядка Ю-1 %. При пластикации каучуков энергетич. выход меньше, т. к. большая часть энергии расходуется на пластическое деформирование материала.

Рабочее давление в пластикаторах и мельницах, как правило, меньше 10 Мн/м2 (102 кгс/см2), и константы скорости элементарных реакций радикалов не сильно отличаются от значений, характерных для ненапряженного материала. При пластикации и измельчении различных макромолекулярных систем осуществлены синтезы многих блоксополимеров (напр., каучука или целлюлозы с мономерами винилового ряда), привитых сополимеров (системы полимер — наполнитель), механохимич. полимеризация и др.

Механохимич. превращения при облучении ультразвуком р-ров полимеров или жидких мономеров связаны с возникновением кавитации. В момент смыкания («захлопывания») кавитационной полости заполняющие ее газ и пар адиабатически сжимаются; в результате темп-ра внутри полости повышается до тысяч °С, а давление — до 103 Мн/м2 (10* кгс/см2). В этих условиях молекулы газа и пара диссоциируют; активные частицы затем переходят в жидкую фазу (в присутствии воды образуются радикалы Н и ОН, а также электроны), где инициируют химич. реакции, напр. полимеризацию. Химико-акустич. энергия, т. е. та часть акустич. энергии, к-рая затрачивается на образование первичных активных частиц, составляет всего 0,08—0,1% (для водных р-ров), а энергетич. выход не превышает 10~3—Ю-2 радикалов на 100 эв.

Захлопывание кавитациоыных полостей возбуждает ударные волны с амплитудой давления до 103 Мн/м2 (104 кгс/см2). Предполагают, что ударные волны, распространяющиеся в р-ре полимера, разрывают макромолекулы, то есть в этом случае механохимич. превращения инициируются макрорадикалами. Химическое применение ультразвука ограничено низким к. п. д. процесса и рационально лишь для достижения результатов, которые нельзя реализовать другими методами (например, в медицине, где ультразвуковую полимеризацию используют для сращивания костных тканей).

При действии высокого давления [до 104 Мн/м2 (105 кгс/см2)] на твердые мономеры внутренняя энергия вещества увеличивается на десятки кдж/молъ. Возникающие в этих условиях химически активные частицы (по-видимому, низкомолекулярные радикалы) могут вызвать полимеризацию мономеров, однако рост цепей возможен только при одновременном развитии пластич. течения. При сочетании высокого давления с деформацией сдвига выход полимера в первом приближении пропорционален величине сдвиговой деформации, обеспечивающей транспорт молекул мономера к растущим цепям.

Столь же высокие давления [103—105 Мн/м2 (104—106 кгс/см2)] создаются в веществе при прохождении ударных волн. Кратковременное (10~7—Ю-5 сек)

сжатие сопровождается пластич. течением вещества во фронте ударной волны. Остаточный нагрев, как правило, не превышает 101—102 °С. При давлении ~104 Мн/м2 (105 кгс/см2) и продолжительности воздействия — Ю-6 сек интенсивность подвода энергии доходит до 108 дж/(см3-сек). При ударном сжатии полимеризуются многие мономеры. В оптимальных условиях [например, для метакриламида давление около 1 -10* Мн/м2 (1 -105 кгс/см2)] выход полимера достигает 70%; при более высоких давлениях преобладает деструкция образующихся макромолекул. Ненасыщенные высокомолекулярные соединения — каучуки — при прохождении ударной волны мгновенно сшиваются, причем плотность сетки можно варьировать в широких пределах. Сшивание вызвано, по-видимому, разрывами цепей и дальнейшим присоединением радикалов к двойным связям каучука. Энергетич. выход этой реакции составляет ок. 10 сшивок на 100 эв.

*

Исследования в области механохимии полимеров развиваются в след. направлениях: 1) изучение механизмов и энергетики химич. превращений в различных механич. полях; 2) применение механохимич. реакций для синтеза и модифицирования полимерных материалов и 3) поиски путей торможения нежелательных механохимич. процессов, вызывающих падение прочности, повышенный износ и преждевременный выход из строя различных деталей и конструкций из полимерных материалов при их эксплуатации в статических и динамических механич. полях (см. Утомление, Долговечность).

Лит.: БарамбоймН. К., Механохимия высокомолекулярных соединений, 2 изд., М., 1971; Симионеску К., Опреа К., Механохимия высокомолекулярных

соединений, пер. с рум., М., 1970; Ц е р е з а Р., Блок-и привитые сополимеры, пер. с англ., М., 1964; Берлин А. А.,

Усп. химии, 29, 1189, (1960); Бутягин П. Ю., Усп. химии, 40, 1935 (1971); Бутягин П. Ю., Дубинс к а я А. М., Р а д ц и г В. А., Усп. химии, 38, 593 (1969);

Регель В. Р., Слуцкер А. И., Т о м а ш е вский Э. Е., Усп. физ. наук, 106, 193 (1972); Журн. ВХО,

28, вып. 1, 73, 80, 90 (1973); Casale А„ Porter Р.,

Johson J., Griogenics, 11, 534, (1971). П.Ю.Бутягин.

МИКРОКАПСУЛИРОВАНИЕ (microencapsulation, Mikroverkapselung, microencapsulation).

Содержание:

Введение 247

Теоретические основы процесса. Технология 248

Пленкообразование из растворов 248

Пленкообразование из расплавов 253

Пленкообразование в результате поликонденсации и полимеризации 254

Применение микрокапсулированных продуктов. . .255

Введение

Микрокапсулирование — технологич. процесс заключения мелких частиц вещества в тонкую оболочку пленкообразующего материала. В результате М. диспергированное до нужной степени твердое или жидкое вещество превращают в порошок, состоящий из микрокапсул размером от нескольких мкм до нескольких мм. Содержание капсулируемого вещества (KB) в микрокапсуле обычно составляет 70—85% от массы микрокапсул, но может достигать и 95—99%. Форма индивидуальной микрокапсулы определяется формой частицы KB (микрокапсулированные жидкости состоят, как правило, из шаровидных частиц). KB в микрокапсуле может находиться в твердом, жидком или газообразном состоянии и представлять собой индивидуальное вещество, твердые смеси различных веществ, суспензии, эмульсии, р-ры.

Оболочка микрокапсул может иметь толщину от долей мкм до десятков мкм, быть однослойной или многослойной и, в зависимости от свойств пленкообразующего, эластичной или жесткой. В качестве пленкообразующего используют высокомолекулярные соединения животного и растительного происхождения, напр. белки (желатин, альбумин, казеин), декстраны, производные целлюлозы (метил-, этил-, ацетил-, нитро-, карбо-ксиметилцеллюлозу), природные смолы (камеди, шеллак), синтетич. полимеры и олигомеры — полиолефины, поливиниловый спирт, поливинилацотат, поливинил-хлорид, полиакриламид, эпоксидные и полиэфирные смолы, полиамиды, полиорганосилоксаны, а также парафины и стеарины. Пленкообразующим могут служить также металлы, углерод, силикаты, карбиды и др., однако процессы образования микрокапсул с оболочкой из неорганич. материалов в данной статье не рассматриваются.

KB из оболочек может высвобождаться при их механич. разрушении (раздавливании, истирании, ультразвуковом воздействии, плавлении, разрыве изнутри парами или газообразными веществами, выделяющимися при изменении внешних условий), растворении оболочек или в результате диффузии KB через стенку микрокапсулы при ее набухании в окружающей жидкости. При этом диффузия KB во внешнюю среду описывается ур-нием первого порядка, а скорость процесса обратно пропорциональна толщине стенки. Самопроизвольное выделение из микрокапсул жидких легколетучих KB может быть довольно значительным. Предотвратить этот нежелательный процесс можно, подбирая специальные пленкообразующие, создавая многослойные стенки микрокапсул и др.

Теоретические основы процесса. Технология

Существует большое число технологич. приемов получения микрокапсулированных продуктов. Все они основаны на процессах пленкообразования в гетерогенных системах — на границе раздела жидкость — жидкость, жидкость — твердое тело, газ (пар) — жидкость, газ (пар) — твердое тело. По механизму пленкообразования все способы М. можно разделить на 3 основные группы: 1) пленкообразование из р-ров пленкообразующих за счет регулирования их растворимости в данной среде, 2) пленкообразование из расплавов пленкообразующих, 3) пленкообразование в результате полимеризации или поликонденсации низкомолекулярных веществ на поверхности КВ.

Пленкообразование из растворов. В процессах, основанных на этом механизме пленкообразования, используют р-ры пленкообразующего в органич. растворителе или в воде. Для осуществления М. добиваются

выделения из многокомпонентных систем, представляющих собой дисперсию KB в выбранном р-ре, фазы, обога

страница 68
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229 230 231 232 233 234 235 236 237 238 239 240 241 242 243 244 245 246 247 248 249 250 251 252 253 254 255 256 257 258 259 260 261 262 263 264 265 266 267 268 269 270 271 272 273 274 275 276 277 278 279 280 281 282 283 284 285 286 287 288 289 290 291

Скачать книгу "Энциклопедия полимеров. Том 2 (Л-Полинозные волокна)" (22.63Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
аренда видеопректора
Рекомендуем компанию Ренесанс - лестница деревянная цены - качественно, оперативно, надежно!
кресло руководителя manager
Супермаркет техники KNSneva.ru предлагает принтер a3 купить - 10 лет надежной работы! Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)