ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Методы, основанные на измерении проницаемости в полимерах из "Химическая стойкость полимеров в агрессивных средах" Определение диффузионных параметров с помощью измерения проницаемости основано на регистрации количества электролита, переносимого за единицу времени через единицу площади полимерной пленки. [c.100] Типичная кинетическая кривая, отражающая изменение концентрации электролита в камере с растворителем при прохождении диффузанта через полимер, имеет два характерных участка (рис. У. ) линейный, на котором процесс переноса носит стационарный характер и криволинейный, на котором процесс протекает в нестацтонарном режиме. [c.100] Значения О могут быть рассчитаны двумя путями. [c.100] Кинетика изменения концентрации ионов водорода в камере с растворителем при прохождении фосфорной кислоты (рН= = 2,12) через пленку ПВС, насыщенную водой, при 27 °С [19]. [c.100] В условиях эксперимента обычно с ср, поэтому уравнение (У,7) упрощается. Значения определяются из данных по сорбции растворов электролитов в полимере. [c.101] Эго уравнение позволяет рассчитать О из данных о временах запаздывания для систем полимер — диффузант, для которых известна или может быть найдена функциональная зависимость О (с). [c.101] В реальных условиях непосредственно измеряемыми параметрами являются 0 и Р. В работе [19] была предпринята попытка по данным 0 и Р рассчитать коэффициенты диффузии без каких-либо сорбционных измерений. [c.101] Преимуществом полученного уравнения по сравнению с уравнением (У.8) является то, что оно позволяет определить коэффициенты диффузии без непосредственного измерения сО. [c.101] Рассмотрим два частных случая, вытекающих из уравнения (У.Ю). [c.101] При температурах, превышающих температуру стеклования полимера, коэффициенты диффузии, определенные по стационарному и нестационарному участкам кинетической кривой, хорошо совпадают в широком интервале концентраций. [c.101] При температурах вблизи и ниже температуры стеклования эти коэффициенты диффузии различаются (обычно стац. нестац ), что обусловлено наличием релаксационных процессов в полимерной матрице [20]. [c.102] Для измерений Р используются разнообразные ячейки, состоящие чаще всего из двух камер, разделенных исследуемым полимером. В одну из камер вводится исследуемый раствор, в другую — чистый растворитель. В последней камере помещается датчик, регистрирующий поступление электролита через исследуемый полимер. [c.102] Регистрация может производиться методами электропроводности [21, 22], рН-метрии [23—25], радиоактивных изотопов [26—29], химическими [30—33] и оптическими [34]. [c.102] Некоторые методы позволяют непосредственно измерять градиент концентраций электролита в полимере, установившийся в процессе диффузии. [c.102] К этим методам относится метод снятия слоев [35—37], который заключается в разрезании образца на несколько слоев в плоскостях, перпендикулярных координате диффузии с последующим определением средних концентраций диффузанта в каждом слое. Иногда используется многопленочный метод [38, 39], при котором образцы собираются в стопку, прессуются для улучшения контакта между слоями и подвергаются воздействию раствора электролита. После установления стационарного переноса стопка разбирается на составные элементы. Зная градиент концентрации и поток электролита, можно рассчитать его коэффициент диффузии по уравнению (У.2). [c.102] Однако при таких измерениях нет уверенности, что граничные слои составных элементов не искажают истинный диффузионный процесс. [c.102] Методы, основанные на измерении проницаемости, являются достаточно точными и удобными для определения диффузионных параметров, однако при их использовании возможны различные осложнения. [c.102] Во-первых, взаимодействие потоков диффундирующих веществ (например, когда в процессе встречной диффузии воды и электролита меняется проницаемость последнего и даже возникает новая фаза внутри полимера [6, с. 205, 40]). [c.102] Во-вторых, получение различных коэффициентов диффузии по нестационарному и стационарному отрезкам кинетической кривой проницаемости что связано с протеканием процесса диффузии в ненабухшей и неотрелаксировавшей матрице. Этот эффект чаще всего встречается при диффузии электролитов в гидрофильных стеклообразных полимерах. Во избежание этого осложнения целесообразно использовать небольшой перепад концентраций или при равенстве концентраций по обе стороны мембраны создавать градиент концентрации радиоактивного изотопа. [c.102] Исследуемые образцы не должны иметь микротрещин и макропор, поскольку в противном случае будет происходить фазовое течение, искажающее диффузионный процесс. [c.102] Вернуться к основной статье