ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Процесс растворения полимеров из "Физико-химические основы переработки растворов полимеров" Растворение полимеров с целью получения исходных рабочих растворов для фор.мования изделий (волокон,-пленок и т. п.) является важным этапом технологического процесса переработки полимеров через растворы. Конечная концентрация рабочего раствора зависит от типа полимера, его молекулярного веса, изубранного растворителя и способа формования изделия. [c.213] Как подроб Нее будет сказано в следующих главах, одним из осно1Вных лимитирующих параметров, определяющих концентрацию рабочего раствора, является его вяз кость. При формовании волокон и пленок по методу испарения растворителя эта вязкость колеблется в пределах нескольких сотен пуаз (приблизительно- до 1500 пз), при формовании по коагуляционному методу она составляет несколько десятков пуаз (в некоторых случаях до 100—200 пз). Этим пределам вязкости отвечает концентрация полимера в растворе 15—30% в первом случае и 6—10% во втором. [c.213] Иное положение при растворении полимера. С одной стороны, скорость диффузии макромолекул полимера в растворитель очень мала, и практически, если бы растворение шло ио оиисанному для низкомолекулярных веществ механизму, оно завершилось бы за промежутки времени, совершенно несопоставимые со временем, отводимым на технологические процессы. [c.214] С другой стороны, в отличие от низкомолекулярных веществ для иолимеров характерно глубокое проникновение растворителя во внутренние слои веществ (набухание), которое на много порядков обгоняет ио скорости процесс диффузии вещества в растворитель. Таким образом, образование слоя, представляющего собой раствор вещества в растворителе, происходит не над поверхностью твердого тела (как в случае низкомолекулярных веществ), а как бы в поверхностных слоях самого полимера. [c.214] Когда поверхностный слой достигает определенной концентрации благодаря непрерывной диффузии растворителя в полимер и соответственно определенной вязкости, происходит срыв его из-за конвекционных потоков в жидкости. При этом чем выше градиент скорости, задаваемый перемешивающим устройством, тем более глубокие слои могут быть сорваны таким путем. Чем выше молекулярный вес полимера и, следовательно, чем выше вязкость эквиконцентрированных растворов, образующихся в поверхностных слоях полимера, тем тоньше срываемые слои (при одной и той же скорости перемешивания) и тем медленнее ироисходит интегральный процесс растворения. [c.214] К сожалению, в литературе почти полностью отсутствуют другие экспериментальные данные, относящиеся к конкретным системам полимер—растворитель. [c.216] В первом случае в образце почти отсутствуют или слабо выражены внутренние напряжения, а распределение. низкомолекулярных фракций равномерное. Здесь имеет место преимущественно диффузионное проникновение растворителя. [c.216] Во втором случае в образце наблюдается неравномерность распределения низкомолекулярных фракций и сохраняются значительные внутренние напряжения, возникающие при высушивании двухфазной системы. Поэтому при достижении концентрации растворителя, отвечающей точке расстекловывания полимера, происходит временное восстановление студнеобразной структуры (повышенная степань набухания) и одновременно протекают осмотические процессы, причем осмотической ячейкой служит область скопления низкомолекулярной фракции (см. гл. VI). Соответственно ускоряются процессы пронимновения растворителя. [c.216] Можно в связи с этим напомнить поведение желатины при растворении. Желатина, высушенная при температуре выше плавления студня, набухает лишь в 2— 3 раза, в то время как при обычном способе производства ее, когда высушивание происходит при более низкой температуре (ниже точки плавления студня), степень набухания оказывается очень высокой — порядка 6 8 и выше. [c.216] При переработке других полимеров через раствор-обычно также имеют дело с исходным материалом, который прошел стадию студнеобразного состояния. Например, диацетат целлюлозы получают обычно путем осаждения его из раствора в уксусной кислоте (после частичного омыления раствора триацетата целлюлозы). Известно, что растворение пленок эфиров целлюлозы,, полученных путем испарения однофазного раствора, является очень. медлонпым процессом и оказывается практически реализуемым только благодаря малой толщине этих пленок. [c.217] Решающее значение имеет здесь соотношение между поверхностью и объемом материала. Чем выше развита поверхность, тем процесс растворения протекает быстрее. Поэтому полимер перед его растворением следует измельчать. Это общее полол ение —как для низкомолекулярных веществ, так и для полимеров. [c.217] Если предварительно обработать целлюлозные во- локна таким образом, что часть материала (а именно, низкомолекулярные фракции) переводится в растворен-цое состояние, а затем растворитель удаляется в условиях, когда низкомолекулярные фракции сохраняют однофазность, то те микропоры и капилляры, которые имелись в исходном полимере, перекрываются гомогенными отложениями этих низкомолекуляратых фракций, и последующее проникновение жидкости сильно затрудняется. [c.218] Такая блокировка отдельных участков исходного полимера, в частности целлюлозы, приводит к неравномерной этерификации и, следовательно, к неполной растворимости полученного эфира, что осложняет технологический процесс его переработки. В связи с этим целесообразно специально рассмотреть вопрос о реакционной способности целлюлозы, что важно и потому, что большая часть полимеров, перерабатываемых через растворы, является природнымп и очень больнлой удельный вес среди них принадлежит целлюлозе и ее эфира м. [c.218] Вернуться к основной статье