химический каталог




Проницаемость полимерных материалов

Автор С.А.Рейтлингер

чае движущей силой массопереноса через мембрану является разность химических потенциалов. В технике наиболее важное значение лмеют газо- и паропроницае-мость, характеризующие перенос газов и паров через полимерные материалы.

Механизм проницаемости зависит от структуры мембраны (размера пор), природы и давления газа. Различают следующие механизмы проницаемости: диффузионную проницаемость (объемный поток, поверхностный поток) и фазовую проницаемость (молекулярный поток, или поток Кнудсена, ламинарный поток, или поток Пуазейля, истечение из отверстий)1'2.

Диффузионная проницаемость рассматривается как сумма последовательно протекающих процессов адсорбции и растворения газа или пара в пограничном слое материала, активированной диффузии атомов или молекул через материал и выделения газа или пара с обратной стороны материала.

* В дальнейшем вместо термина «массопроницаемость» используется термин «проницаемость» с тем же значением этого слова.

Диффузионная проницаемость полимерных материалов зависит от физических и химических свойств компонентов, а также от условий эксперимента — температуры, давления, концентрации. На первой стадии диффузионной проницаемости перенос низкомолекулярного вещества через полимерный материал представляет собой нестационарный процесс. Лишь спустя некоторое

время устанавливается стационарное состояние потока с постоянной скоростью перемещения при условии постоянства градиента давления по толщине материала.

При оценке значений диффузионной проницаемости полимеров следует учитывать сложную природу процесса переноса, определяемую одновременно параметрами, характеризующими сорбцию диффундирующего вещества и активированную диффузию его в полимере.

Процесс переноса путем поверхностного потока обусловлен передвижением сорбированных молекул газа или пара на внутренних поверхностях структурных элементов материала. Этот процесс является переходным между диффузионным объемным потоком и молекулярным потоком газа.

При фазовой проницаемости газ или пар при прохождении через твердое тело сохраняет свое фазовое состояние.

Молекулярный поток (поток Кнудсена) характеризует перенос газа через систему пор, диаметр которых мал по сравнению со средней длиной свободного пробега молекул газа. Ламинарный поток по Пуазейлю имеет место в порах, диаметр которых значительно превышает средний свободный пробег молекул газа. При дальнейшем увеличении пор и переходе к крупнопористым телам газопроницаемость определяется общими законами истечения газов из отверстий.

В связи с существенным различием в механизмах переноса газопроницаемость материалов изменяется в весьма широких пределах. Ниже приведены ориентировочные значения газопроницаемости некоторых групп материалов (при 20°Си толщине мембраны 1 см):

Газопроницаемость,

см8/(см2'С-атм)

Ткани 101 —105

Бумага, кожа, керамика 10~5—101

Жидкости 10-е_Ю~5

Полимеры —ю-е

Неорганические соли, стекла .... Ю-15—К)-12

Металлы 10~16 и ниже.

Характерно, что перенос часто осуществляется за счет сочетания нескольких механизмов.

Перенос газов через однородные непористые полимерные мембраны принято рассматривать как диффузионную проницаемость. Первые качественные определения диффузионной проницаемости полимерных мембран были проведены Митчеллом3, показавшим, что газы проникают через сплошные, не имеющие отверстий пленки.

Греэм4 подробно исследовал газопроницаемость резиновых пленок. Он же впервые отметил быстрое возрастание проницаемости пленок с повышением температуры5.

Основные представления о переносе газов через полимерные мембраны, как о последовательно протекающих процессах сорбции, диффузии и десорбции газов в полимерах, сложились в основном в первую четверть нашего столетия под влиянием работ Дейнеса е. К концу тридцатых годов, на основе разработанных Френкелем 8 и Эйрингом 7 общих представлений о диффузии в жидких и твердых телах Баррер предложил механизм переноса низкомолекулярных веществ в полимерах.

Однако вплоть до сороковых годов полимерные материалы рассматривались как гомогенные системы, а процесс переноса через них газов трактовался аналогично переносу газов через слои жидкостей. Появление работ, описывающих зависимость свойств полимеров от их структуры, позволило выявить связь между проницаемостью и микроструктурой полимерови. Проведенные исследования показали, что проницаемость в основном определяется микроструктурой, т. е. формой, строением, расположением и взаимодействием макромолекул полимеров 13,14.

Развитие представлений о структуре высокомолекулярных соединений позволило установить зависимость проницаемости от физических и фазовых состояний, а также от ориентации полимеров. Было показано, что перенос низкомолекулярных веществ в полимерах определяется гибкостью и своеобразным характером тепловых движений цепных молекул 15>16.

Исследование проницаемости бинарных или, в более общем случае, многофазных систем, образованных сочетанием полимерной фазы с газами, жидкостями или твердыми телами, использованными в каче

страница 2
< 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
декор tenor bianco inserto
купить деревянную этажерку для цветов
мусорные пластиковые контейнеры
ромашки с доставкой по москве

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
(09.12.2016)