ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Проницаемость полимеров в напряженно-деформированном состояДеформационные и релаксационные свойства полимеров из "Физико-химическая стойкость полимерных металлов в условиях эксплуатации " Водные растворы кислот, солей и щелочей являются распространенными агрессивными средами для полимерных материалов, эксплуатируемых в химической промышленности. [c.47] О — твин-20 — твин-40 Д — твин-60. [c.47] Исследование состава растворов электролитов само по себе представляет сложную задачу, но когда ее приходится решать по отношению к раствору, находящемуся в полимерной матрице, то задача еще более усложняется. [c.48] Систематические исследования процессов переноса растворов электролитов в полимерах были начаты сравнительно недавно, теория этого процесса еще не разработана. Экспериментальные методы исследования практически не отличаются от методов исследования переноса однокомпонентных сред. [c.48] Первый анализ работ, посвященных переносу растворов электролитов, приведенный в [5, с. 205], позволяет сформулировать факторы, обусловливающие специфику диффузии этих сред. Особенности переноса многокомпонентных сред заключаются в том, что диффузионный поток зависит не только от взаимодействия частиц компонентов среды с полимерным материалом, ной от их взаимодействия между собой в среде и в полимере. Особенности переноса электролитов возникают в результате взаимодействия молекул воды и электролита как в растворе, так и в полимере. Взаимодействие молекул воды и электролита в растворе определяется природой электролита, взаимодействием воды и электролита в полимере и природой полимера. [c.48] Характерно, что взаимодействие воды и электролита оказывает влияние на все параметры процесса переноса коэффициенты диффузии, сорбции и проницаемости. [c.48] Диссоциации подвержены вещества с ионными кристаллическими решетками (например, Na l) и вещества, состоящие из полярных молекул (например, НС1 и HNO3). В растворе электролита определенная доля молекул воды будет находиться в связанном состоянии. Электролиты по способности диссоциировать на ионы делятся на слабые, у которых только часть молекул диссоциирована на ионы, и сильные, в которых молекулы диссоциированы полностью. [c.48] Количество и форма существования электролита в полимере зависят от его гидрофильности, а также от природы и концентрации раствора электролита. Поэтому принято рассматривать закономерности переноса растворов электролитов отдельно для гидрофобных и гидрофильных полимеров [5, с. 212]. [c.49] В неполярном полимере в процессе синтеза, переработки в изделие или эксплуатации могут оказаться случайные гидрофильные примеси, которые окажут существенное влияние на количество и форму распределения воды в полимере. Нельзя не учитывать и тот факт, что молекулы электролита, проникающие в полимер, представляют собой гидрофильные центры, около которых возможно агрегирование молекул воды. [c.49] Экспериментальное исследование сорбции полимерами растворов электролитов сложнее, чем исследование сорбции однокомпонентных сред. Это связано с трудностью определения доли поглощенной воды и электролита полимером. На этот вопрос дает однозначный ответ исследование десорбции электролитов из полимера. Однако такие данные имеются для крайне ограниченного числа систем, что связано с затрудненностью процессов десорбции электролитов из полимера в раствор, в котором измеряют количество десорбированного электролита. [c.49] Впервые объяснение характера сорбции летучих и нелетучих электролитов дано в работе [95 ], где было показано, что сорбцию водного раствора электролита полимером можно рассматривать как процесс перехода компонента раствора из одной фазы (раствор) в другую (полимер). Переход компонентов из одной фазы в другую обусловлен двумя последовательно протекающими явлениями выход (испарение) молекул компонента из раствора и адсорбция их на поверхности полимера. [c.50] Работа выхода из раствора молекул воды и гидратированных ионов электролита значительно больше, чем работа выхода несвязанных молекул электролита. [c.50] Необходимо отметить, что в пограничных слоях раствора дегидратация облегчена, поэтому в слое раствора, контактирующем с полимером, процесс дегидратации может быть облегчен за счет поверхности полимера. Наибольшего влияния в этом случае можно ожидать при контакте раствора с полярным полимером. [c.50] В зависимости от концентрации раствора летучего электролита и природы полимера будет меняться не только соотношение между количеством несвязанной (свободной) воды и электролита в полимере, но и соотношение между свободными и связанными компонентами. Более того, в зависимости от количества поглощаемой полимером воды и формы ее агрегирования в материале возможно образование различных видов соединений молекул воды и электролита от моногидратов и гидратированных молекул до диссоциированных молекул электролита, т. е. гидратированных ионов, образующих фазу раствора электролита в полимере. Все это затрудняет разработку аналитических методов расчета компонентов раствора, поглощаемых полимерами. [c.51] Под концентрацией связанных молекул понимается общее количество молекул воды и электролита, входящих в состав агрегатов различных типов. Компоненты раствора, входящие в состав тех или иных агрегатов, объединяет одна особенность значительно меньшая подвижность по сравнению со свободными молекулами. [c.51] Такие случаи имеют место, когда нелетучие электролиты контактируют с чистыми неполярными полимерами, в которых очень мала растворимость воды. В таких полимерах не удается экспериментально обнаружить присутствие молекул нелетучего электролита. [c.51] Учитывая, что такие полимерьГ поглощают большое количество воды, которая образует в полимере крупные агрегаты и пластифицирует полимер, а в некоторых случаях вызывает растрескивание его поверхности [98 ], можно ожидать перенос электролита в виде фазового потока по дефектам. Возможен переход ионов электролита в полимер из агрегатов молекул воды в поверхностных слоях полимера. Трудно выделить в каждом конкретном случае роль того или иного фактора в сорбции нелетучих электролитов гидрофильными полимерами. Существующие экспериментальные данные показывают наличие симбатной связи между сорбцией воды и сорбцией электролита в этих системах [99]. [c.52] Различие сорбции растворов летучих и нелетучих электролитов гидрофобными и гидрофильными полимерами должно повлиять и на диффузию компонентов раствора в полимере. Наиболее подвижными компонентами раствора однозначно можно считать свободные молекулы воды и электролита. Любая форма агрегированных молекул будет иметь больший объем по сравнению со свободной молекулой, поэтому диффузия агрегата маловероятна. [c.52] Перенос растворов электролитов через полимерные материалы в виде свободных молекул воды и электролита протекает легче всего. Независимая диффузия молекул воды и электролита в полимере осуществляется по механизму, аналогичному для паров и газов. Однако при определенной форме связывания воды и электролита в полимере может возникнуть другая кинетическая единица, обеспечивающая массоперенос ионы электролита. При сильном увлажнении в полимерном материале могут образоваться непрерывные цепочки из агрегатов воды, как бы водяные каналы, по которым ионы электролита перемещаются с коэффициентом диффузии, близким к коэффициенту диффузии электролита в воде [97, 100]. [c.52] Вернуться к основной статье