химический каталог




Проницаемость полимерных материалов

Автор С.А.Рейтлингер

L u n d b е г g J. L, J. Phys. Chem, 60, 425 (1956).

Глава 3

ПРОНИЦАЕМОСТЬ ПОЛИМЕРОВ И СТРОЕНИЕ ДИФФУНДИРУЮЩИХ МОЛЕКУЛ

Значение коэффициента проницаемости в системе полимер— газ Определяется не только свойствами полимерной среды, но и свойствами диффундирующих в полимере молекул газа или пара. Однако прямая связь между проницаемостью и свойствами диффундирующих молекул отсутствует, так как проницаемость представляет собой сложный процесс, зависящий от диффузии и растворимости вещества в полимере.

На значения коэффициентов диффузии и растворимости влияют масса !_5, объем6,7, размеры и форма8 диффундирующих молекул, а также их химическая природа (полярность и непредельность) 9_п.

Вследствие того что размеры, форма и масса молекул диффундирующих веществ неодинаковы, можно разделять смеси газов и жидкостей, пользуясь различной скоростью прохождения отдельных компонентов смеси через полимерную мембрану.

Зависимость проницаемости от массы, размеров и формы диффундирующих молекул

Молекулярная масса

В настоящее время четкой зависимости проницаемости полимеров от молекулярной массы диффундирующих низкомолекулярных веществ не получено. На примере газообразных углеводородов было показано, что в зависимости от строения исходного полимера коэффициенты проницаемости с ростом молекулярной массы газа либо возрастали, либо уменьшались, либо зависимость имела вид кривых с минимумом 12.

°о°°56

Оо78

СПю

5 6

2 3 4 Lg М Рис. 6. Зависимость коэффициента диффузии D от молекулярной массы М. Светлые кружки — D для воды, черные кружки — D для резины

Грюн1 сопоставил значения коэффициентов диффузии газов и некоторых красителей одновременно для воды и мягкого вулканизата натурального каучука в зависи-' мости от молекулярной массы пенетранта. Результаты измерений (рис. 6) свидетельствуют о быстром уменьшении коэффициентов диффузии D с увеличением молекулярной массы М диффундирующих частиц в случае каучука, в то время как _ч для воды зависимость lgD от lgM имела приблизительно линейный характер. Изучение зависимости lg?> от lgM для ряда газов, диффундирующих через этил-целлюлозу и нитрат целлюлозы 13, показало, что непосредственно линейной зависимости в этом случае не наблюдается, хотя уменьшение диффузии с ростом М очевидно. Автор13 предполагает, что возможной причиной отклонения от линейности является влияние формы молекулы.

При изучении диффузии ряда углеводородов в поли-изобутилене было установлено 14, что коэффициент диффузии D уменьшается с ростом молекулярной массы М диффундирующего вещества согласно выражению

где I < п < 2.

D = KM

—п

(ЗЛ)

В случае диффузии углеводородов в натуральном каучуке D изменяется обратно пропорционально М а 'первой степени, а при диффузии более высокомолекулярных красителей значение п близко к 2.

Исследование диффузии низкомолекулярпых углеводородов в полиолефинах 454юказало, что чем больше размер диффундирующих молекул, тем меньше D и тем слабее изменение D с ростом концентрации пенетранта. Размер молекулы диффундирующих углеводородов сказывается на изменении значения Ер только до определенного предела, соответствующего приблизительно молекуле парафина. Зависимость коэффициента взаимодиффузии от молекулярной массы подчиняется степенному уравнению (3.1) при любом составе смеси. Показатель степени п в этом уравнении зависит от состава смеси, что объясняется различием в подвижности макромолекул и их сегментов. Сегменты в молекулах полиизобу-тилена (ПИБ) из-за двойных боковых привесков групп СН3 менее подвижны, чем сегменты молекул полипропилена (ПП) и полиэтилена (ПЭ), поэтому

При диффузии в полярных полимерах показатель степени п может иметь еще более высокое значение. В работе 15 была установлена зависимость между D и молекулярной массой нормальных парафинов, диффундирующих в полиэтилен:

D = km 3 (3.2)

где k — постоянная, равная 2,5-Ю-3 см2/с при 150°С и 4,5 • 10~8 при 200 °С.

Интересно, что при диффузии изотопных газов (Н2 и D2) через пленки полиизопрена и полиэтилена 16 наблюдается явное влияние молекулярной массы изотопа на процессы переноса газов через пленки.

г

/ Размеры молекул

Зависимость коэффициентов диффузии от размеров молекул выражается более четко, чем рассмотренная ранее зависимость D от молекулярной массы диффундирующих молекул 7| 8> 17>18.

Размеры молекул, форма которых близка к сферической, могут быть приблизительно выражены через ее диаметр. Связь между коэффициентами диффузии и размерами молекул диффундирующих веществ изучалась Баррером 3, Амеронгеном 19 и в работах 6> 7> 20~22. Было показано, что коэффициенты диффузии уменьшаются в общем случае в степенной зависимости с увеличением мольного объема диффундирующих молекул. Зависимость между мольным объемом V диффундирующей

молекулы и коэффициентом диффузии D, отнесенным к нулевой концентрации, может быть выражена уравнением общего вида 7> 8> 17>21

D

с=0

Ae~W (3.3)

где Ли^ — постоянные.

Парк20 предложил одновременно с мольным объемом V учитывать и диаметр

страница 17
< 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
шкаф для папок и документов закрытый
цена канального вентилятора кт 100-50-6 в челябинске
гриль сковорода
кухонные аксессуары wesco

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
(26.02.2017)