ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Вводные замечания из "Взаимодействие целлюлозы и целлюлозных материалов с водой" Сорбция (поглощение) жидкостей и их паров твердыми веществами представляет собой сложный процесс, в котором, как правило, сочетаются различные механизмы взаимодействия сорбата и сорбента — адсорбция, абсорбция, капиллярная конденсация, капиллярное впитывание и хемосорбция. [c.9] Наиболее детально исследованы адсорбция и капиллярная конденсация веществ из паровой фазы и из растворов твердыми сорбентами типа активированных углей и силикагеля. Относительно высокая инертность этих сорбентов к большинству жидкостей и их паров, а соответственно практическая нерастворимость последних в массе сорбента, позволяют считать, что в данных системах главным образом имеют место поверхностные явления на границе раздела фаз. [c.9] В последние десятилетия широкое практическое значение приобрели ионообменные процессы, позволяющие производить тонкую и технологически эффективную очистку больших объемов жидкостей и выделение из них промышленно важных катионов и анионов. Эти процессы основаны на явлениях хемосорбции, причем активные группы сорбента (преимущественно ионообменных смол) участвуют в онных реакциях, определяющих сорбцию и десорбцию (обмен ионов) в зависимости от изменения pH среды или других параметров. [c.9] Основная сложность заключается здесь в том, что только в небольшом числе случаев полимеры можно рассматривать как инертные сорбенты по отношению сорбируемому веществу и соответственно применять те закономерности, которые достаточно полно в настоящее время выявлены и количественно интерпретированы в области адсорбции и капиллярной онденсации на твердых инертных телах. В основной же массе системы из-комолекулярное вещество — полимер нельзя рассматривать как совершенно несовместимые, и поэтому следует считаться не только (и чаще е столько) с поверхностными явлениями или с конденсацией паров жидкостей в порах, но и с более сложными процессами набухания полимера в жидкости или ее парах и, следовательно, с изменением структуры сорбента как в ходе сорбционных процессов, так и при десорбции поглощенного вещества. [c.10] В связи с этим следует, в частности, отметить, что известные уравнения, описывающие изотерму адсорбции (например, уравнение БЭТ и аналогичные ему уравнения), часто применяются для оценки удельной поверхности полимерного сорбента. Однако необходимо иметь в виду условность определения удельной поверхйосГй в тех случаях, когда помимо поверхностной адсорбции происходит изменение структуры сорбента в результате частичной молекулярной совместимости растворимости) сорбируемой жидкости с полимером. (На этом следует специально остановиться в другом месте, а именно прЙ рассмотрении основного вопроса настоящей. книги — сорбции воды целлюлозными материалами.) Это замечание относится ко всем полимерам вообще, если речь идет о веществе, активно взаимодействующем с полиме-ро1 . Тем не менее такие газы, как аргон, криптон или азот при низких температурах могут рассматриваться как инертные по отношению ко многим полимерам, и оценку их удельной поверхности по уравнению БЭТ следует считать вполне приемлемой. [c.10] Когда давление пара над сорбентом достигает величины Рк, пар конденсируется в капилляре с радиусом г . Чем меньше радиус капилляра, тем при меньшем давлении пара наступает конденсация. Каждый пористый сорбент, в том числе и полимеры, имеет определенное распределение пор по радиусу. Соответственно кривая зависимости сорбции x m (где х — количество поглощенного вещества, а т — масса сорбента), обусловленной капиллярной конденсацией, от относительного давления пара р ро будет иметь вид, изображенный на рис. 1.1 (кривая 1). Здесь не учитывается та часть вещества, которая поглощена в результате адсорбции, описываемой обычными уравнениями. [c.11] Зависимость давления пара от радиуса капилляра приводит к интересному явлению. Давление над выпуклой поверхностью больше, чем над плоской. Но при десорбции в капиллярах образуется именно выпуклая поверхность. Следовательно, для процесса десорбции кривая х1т—р/ро (кривая 2 на рис. 1.1) должна лежать левее этой же кривой для процесса сорбции (кривая 1). Такое расхождение (гистерезис) кривых сорбции — десорбции позволяет оценить эффективные радиусы пор ео уравнению Томсона и общие объемы пор. [c.11] Однако все это справедливо только в тех случаях, когда взаимодействие паров сорбата и полимерного сорбента не приводит к изменению структуры последнего Активный сорбат может вызвать существенные изменения размеров и формы пор и это обстоятельство необходимо учитывать [2]. [c.11] Зависимость относительного давления паров летучего компонента А от его доли х в смеси с нелетучим компонентом Б. [c.12] Мы не останавливаемся здесь на других, более сложных случаях сорбционных равновесий по механизму объемного поглощения (абсорбции). Это целесообразно сделать-при рассмотрении конкретной системы целлюлоза — водные растворы низкомолекулярных веществ. [c.13] Эти предварительные замечания позволяют перейти непосредственно к рассмотрению сорбционных процес- сов в полимерах. Отметим лишь, что для анализа таких процессов, как объемная сорбция, где важную роль грает медленная диффузия, роме равновесных величин сорбции, рассмотренных выше, очень важным элементом является кинетика. Поэтому изучение абсорбции на полимерах обязательно связано с рассмотрением кинетических особенностей процесса. [c.13] Вернуться к основной статье