ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проницаемость полимеров и строение диффундирующих молекул из "Проницаемость полимерных материалов" 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. [c.52] 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. [c.52] Изучение зависимости 0 от М для ряда газов, диффундирующих через этил-целлюлозу и нитрат целлюлозы показало, что непосредственно линейной зависимости в этом случае не наблюдается, хотя уменьшение диффузии с ростом М очевидно. Автор предполагает, что возможной причиной отклонения от линейности является влияние формы молекулы. [c.53] В случае диффузии углеводородов в натуральном каучуке О изменяется обратно пропорционально М а первой степени, а при диффузии более высокомолекулярных красителей значение п близко к 2. [c.53] Интересно, что при диффузии изотопных газов (На и Оа) через пленки полиизопрена и полиэтилена наблюдается явное влияние молекулярной массы изотопа на процессы переноса газов через пленки. [c.54] Фриш и Роджерсизучая нижнюю границу свободного объема при диффузии инертных газов в полимерах, пришли к выводу, что объемы полостей, по которым происходит диффузия, не коррелируют с геометрическими размерами молекул легких газов. [c.55] Большое число исследований было посвящено установлению связи непосредственно между коэффициентом диффузии и размерами диффундирующих молекул. Так, Баррер и Скирроу изучая диффузию предельных углеводородов через вулканизату натурального каучука с различным содержанием связанной серы показали, что коэффициенты диффузии углеводородов вначале быстро уменьшаются с возрастанием числа углеродных атомов, а в дальнейшем стремятся к постоянному значению (рис. 8). [c.55] В настоящее время не существует единого взгляда на форму зависимости между О и размерами диффундирующих молекул. Имеются различные представления, позволяющие рассматривать эту зависимость как линейную. [c.56] Зависимость коэффициента диффузии н-парафинов в резинах с различным содержанием серы от числа углеродных атомов молекулы пенетранта а —при 50 °С б —при 80 °С. [c.56] Мюллер , изучая проницаемость полистирола, поливинилхлорида и триацетата целлюлозы для инертных газов, установил, что коэффициенты проницаемости быстро убывают с увеличением атомного диаметра газа. Установлена также корреляция между О и квадратами диаметров молекул газа при изучении диффузии газов в по-лиэтилентерефталат 2 . [c.56] Исследованиям проницаемости полиэтилена и полиамида в зависимости от атомных диаметров инертных газов были посвящены работы Тихомировой, Малинского и Карпова 2 Одновременно авторы исследовали зависимость Она для этих газов. Было показано, что проницаемость полимеров быстро уменьшается с ростом атомного диаметра газа, аналогичное уменьшение наблюдалось также и для коэффициентов диффузии газов. [c.57] Увеличение атомного диаметра газа на 1,43 А приводило к снижению коэффициента диффузии приблизительно в четыре раза. [c.57] На рис. 10 приведена зависимость энергии активации диффузии Ег, от мольных объемов V некоторых органических веществ, диффундирующих в поливинилацетате, хорошо согласующаяся с уравнением (3.6). [c.58] Было так е показано что коэффициенты растворимости газов (в ряду гелий — ксенон) с ростом атомного диаметра газа изменяются различно в зависимости от, природы полимера. Так, для полиэтилена наблюдается увеличение растворимости, для полиамида — уменьшение. [c.59] Экстраполяция прямых Igo—l/r для разных газов показала, что прямые пересекаются в интервале температур от —10 до 0°С для полиэтилена и 115—117°С для полиамида. При этих температурах растворимость не зависит от атомного диаметра газа. Выше указанных областей температур зависимости растворимости газов от атомного диаметра меняются на обратные, т. е. в случае полиэтилена растворимость газов выше температурного интервала от —10 до 0°С становится больше для газов с меньшим атомным диаметром (гелий), а ниже этих температур —больше для газов с большим атомным диаметром (аргон и ксенон). [c.59] Коэффициент диффузии зависит не только от мольного объема пенетранта, но и от формы, иначе от соотнощения линейных размеров диффундирующих молекул Так, изомеры органических соединений, имеющие нормальное и изостроение, характеризуются различными диффузионными свойствами. [c.60] Молекулы разветвленных и циклических изомеров, как правило, диффундируют медленнее, чем молекулы нормального линейного строения того л е молекулярного веса Ч В некоторых случаях для разделения смесей изомеров может быть с успехом использован метод диффузии-через полимерные мембраны. [c.61] Предполагается, что диффундирующая в полимере молекула ориентируется по направлению диффузии. Зная исходное значение Ви по уравнению (3.11) можно приближенно вычислить значение коэффициентов диффузии органических молекул различной длины в каком-либо полимере. [c.62] Предполагается что с увеличением ненасыщенности молекула диффундирующего вещества становится более жесткой, в связи с чем увеличивается вероятность одновременного поступательного движения большего числа частей молекулы. [c.62] Вернуться к основной статье