химический каталог




Проницаемость полимерных материалов

Автор С.А.Рейтлингер

ть, согласно выражению (2.2) имеет линейный характер.

Джи 13 предложил полуэмпирическое выражение, устанавливающее зависимость между логарифмом коэффициента растворимости и температурой конденсации газа Tq

~lga = 4,5 + fi-lorq/7 (2.3)

Экспериментально удалось Остановить, что значение постоянной [х изменяется в сравнительно узких пределах.

Другое эмпирическое соотношение, найденное Май-келсом и Бикслером 37, устанавливает связь между растворимостью газа а в аморфном полиэтилене и силовой постоянной потенциального поля е/к, вычисляемой по уравнению Леннарда — Джонса

lrrSaf,«=0,026e/ft-(l+jii} (2.4)

где V\ — парциальный мольный объем газа в полиэтилене; рц — параметр взаимодействия в теории растворов Флори — Хаггинса; е — минимальное значение потенциальной энергии, соответствующей наиболее вероятной энергии взаимодействия между двумя молекулами в конденсированном состоянии.

Силовая постоянная е/? в этом случае позволяет количественно определить растворимость газа.

Температура, К

Рис. 3. Зависимость коэффициентов растворимости а газов в натуральном каучуке от критической температуры (Тк) и температуры кипения (Гв) газов5.

Баррер 14 применил методы расчета сорбционных изотерм, разработанные в статистической термодинамике для систем полимер — мономер, к системам полимер — газ. Теоретически вычисленные изотермы сорбции газов в эластомерах при температурах выше критической температуры газов показали хорошее совпадение с экспериментальными результатами. Для низких и средних давлений газов (при условии применимости к системе закона Генри) Баррер предложил уравнение:

(- AU+S[2RT) г

где Уо= 22*400 ' а — к0ЭФФии.иеит растворимости газа при р =

т= 1 атм и Т = 300 К; «t — число молекул газа в 1 CMj газовой фазы; г — координационное число, б > z "> 4; v — частота колебаний, (1—3) • 1012 с-1; AU—теплота растворения газа; m—масса молекулы газа.

Квей и Арнхейм 15>16 рассмотрели механизм растворения неполярных газов в полимерах, согласно которому молекулы газа заполняют свободный объем полимера, а взаимодействие полимер — полимео и газ — газ заменяется взаимодействием полимер — газ. Изменение энергии системы для образования связи газ — полимер равно

AwU2 = wU2— 1/2 (о^ i + w2l2) (2.6)

где Ш1.2 — энергия связи полимер—газ; wiA— энергия связи полимер—полимер; аиг.г — энергия связи газ—газ.

Аш1,2 зависит исключительно от свойств полимера. Выражение для энтропии смешения S находится в хорошем соответствии с экспериментальными данными 15 RT In 5 = -Hp + Hv + RT In VyP - RT In (Г/273) - RT (2.7)

где Hv — мольная теплота конденсации газа при температуре кцпения Тъ\ Ир—постоянная для данного полимера; Vyp — свободный объем на молекулу газа в газовой фазе.

*

Влияние структурных особенностей полимерных материалов на растворимость в них газов

и паров

Растворимость постоянных газов в аморфных неполярных линейных полимерах при температурах выше Тс можно рассматривать аналогично растворимости газов в органических жидкостях 22,23. При этом следует учитывать лишь абсорбционные процессы, так как адсорбцией на поверхности газ — полимер практически можно пренебречь. Однако усложнение структуры полимеров по сравнению со"структурой жидкостей приводит к необходимости внесения существенных поправок в само понятие о растворимости.

Образование кристаллической фазы в частично закристаллизованных полимерах сопровождается значительным уменьшением значения коэффициентов растворимости по сравнению с исходным аморфным полимером24. Газы и пары растворяются в основном лишь в аморфной части полимера, в связи с чем коэффициент растворимости прямо пропорционален содержанию аморфной фазы (рис. 4) 7.

Органические стекла характеризуются в ряде случаев наличием субмикроскопических пустот и микротрещин, которые могут заполняться газами 20. Такие тела можно рассматривать как своеобразные пористые системы, способные удерживать дополнительные количества газа или

пара сверх его растворимости за счет внутренней адсорбции на поверхности пустот ил^ возможной капиллярной конденсации паров.

Еще более осложняется вопрос для наполненных полимеров, где газы или пары могут поглощаться частицами наполнителя, за счет адсорбции на несмоченной полимером поверхности или прилипания пузырьков газа к частице наполнителя2l.

Процессы поглощения паров полимерами при высоких

относительных давлениях пара сопровождаются быстрым возрастанием количества связанного пара с образованием агрегатов молекул низкомолекулярного вещества в полимере.

В некоторых случаях процессы поглощения паров сопровождаются явлением хемосорбции, например поглощение аммиака полиамидами или воды гидратом целлюлозы.

При поглощении газов и паров полимерными материалами с неоднородной структурой не следует называть этот процесс растворением газа, а определять его более общим понятием сорбции газа или пара. Соответственно, следует подразумевать под коэффициентом сорбции общее количество газа или пара, поглощенное весовой или объемной единицей полимерного м

страница 14
< 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

Скачать книгу "Проницаемость полимерных материалов" (1.79Mb)


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

 

 

Реклама
гироскутеры с брелком
Рекомендуем компанию Ренесанс - лестница одномаршевая на второй этаж - продажа, доставка, монтаж.
Vitra Стол компьютерный Фортуна-22.1
Супермаркет техники KNSneva.ru предлагает Лампа для проектора - офис в Санкт-Петербурге, 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
(23.06.2017)