ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Проведение эксперимента при изучении стойкости ионообменных материалов из "Стойкость ионообменных материалов" Аппаратура и приспособления. Надежность и воспроизводимость результатов исследования стойкости ионообменных материалов в значительной степени зависят от точности термоста-тирования образцов во время испытания. [c.18] Одна из таких систем предложена Бутаевым [100]. В отсутствие вентилятора может создаться неравномерность температурного поля внутри сушильного шкафа, достигающая 50 град. Наибольшая точность поддержания температуры в сушильном шкафу может быть достигнута при использовании систем автоматического выбора напряжения, обеспечивающего постоянство температуры. При отключении и последовательном включении основных нагревателей сушильного шкафа точность регулирования тeмпepatypы составляет 5 град, что явно недостаточно для кинетических исследований. Несколько лучшие результаты дает система с подбором напряжения с помощью ЛАТРа на основных нагревателях, обеспечивающего поддержание температуры в сушильном шкафу на 5—10 град ниже заданной. Заданная температура поддерживается дополнительным нагревателем на 100—150 Вт, работа которого контролируется термометром сопротивления или термопарой и соответствующим управляющим прибором. [c.19] При изучении газообразных продуктов деструкции ионитов ценную информацию можно получить с использованием трубчатой печи [68] или вакуумной системы с весами Мак-Бена [102]. В первом случае газовую фазу барбо-тируют через ловушки с подобранным раствором, а во втором собирают в охлаждаемую ловушку. [c.19] Термообработку ионитов в жидких средах обычно осуществляют в стеклянных или фторопластовых ампулах, помещенных в металлические герметичные патроны, заполненные частично тем же растворителем (для создания противодавления на стенки ампул) [44] Отметим, что наилучшая герметизация металлической крышки с патроном достигается в том случае, если крышка имеет шаровую поверхность по сравнению с герметизацией путем вдавливания острых краев ампулы в прокладку (рис. 1.3). [c.20] При исследовании термической и радиационной стойкости катионитов водородной формы в большинстве случаев не требуется специальная очистка контактирующей воды. Однако для анионитов ОН-формы и катионитов солевых форм целесообразно освобождать. воду от растворенного диоксида углерода. Если необходимо изучить стойкость ионита при фиксированном значении pH раствора, целесообразно использовать соответствующие буферные растворы, так как продукты деструкции кгоии-тов могут непрерывно изменять pH раствора. [c.21] В динамических условиях через навеску ионита в термостатированной колонке пропускают раствор, нагретый до заданной температуры [104, 105], определяя продукты деструкции в фильтрате, а свойства ионита — после проведения опыта. [c.21] При исследовании стойкости ионитов в растворах с плотностью большей, чем у ионитов, надлежащий контакт между фазами обеспечивается перемешиванием смеси. Удачным решением является использование металлического блока с ячейками для пробирок, который закреплен в термостате и непрерывно вращается с помощью электродвигателя [100]. [c.21] Методы проведения экспериментов в окислительных средах до сих пор не получили должного развития. [c.21] Остановимся на отдельных группах методов, чтобы отметить их недостатки. Наибольшее распространение получили методы пропускания через слой ионита окислителя до выравнивания его концентрации на входе и выходе из колонки с последуюшим исследованием комплекса свойств ионообменника [5]. Недостатки этого метода состоят в неопределенности и невоспроизводи-мости продолжительности контакта ионитов различных типов с окислителем и в потере продуктов деструкции, информация о которых могла бы оказать неоценимую помощь в выяснении механизма протекающих процессов. При использовании этой методики не удается даже качественно сравнить стойкость к окислителям различных образцов ионита. [c.21] Определением комплекса свойств ионообменника. В этом случае можно качественно оценить влияние типа окислителя и ионообменника на стойкость последнего, однако не удается перейти к количественным расчетам, так как в процессе проведения опыта не учитывается расход самого окислителя. [c.22] Третья группа методов, предложенная Полянским [4, 8, 29, 84], основана на выдерживании ионита в контакте с окислителем в течение заданного времени и получении при этом информации о влиянии продолжительности опыта на комплекс свойств ионообменника и состав продуктов деструкции. Применяя эти методы при условии несущественного изменения концентрации окислителя во время опыта, можно получить количественные зависимости кинетики процессов деструкции матрицы ионитов подобно зависимостям, найденным для полимеров, не содержащих функциональных групп [112]. [c.22] Метод проведения эксперимента при изучении радиационной стойкости ионитов с использованием уисточников облучения не отличается от метода, применяемого для изучения термостойкости ионитов. По этому методу навеску ионита вместе с исследуемым раствором помещают в ампулу и с помощью у-источника облучают в течение заданного времени, а затем исследуют состав жидкой фазы и комплекс свойств ионита [113, 114]. Ионит и раствор облучают в запаянных или неза-паянных ампулах (в зависимости от необходимости проведения анализа газовой фазы и от количеств выделяемых газообразных продуктов деструкции). [c.22] Облучение с использованием ускорителей электронов можно проводить в термостатированной ячейке [115] или в пробирках [99]. [c.22] Трудности, возникающие при проведении опытов с одновременным воздействием на иониты облучения, высоких температур или окислителя, нашли удовлетворительное разрешение в исследованиях, описанных в работах [116, 117]. Надежные результаты были получены [116] при термостатировании образцов ионита в воде в сосуде Дьюара (при 273 К), в термостатированной водяной бане, через которую циркулировала вода из ультратермостата (в интервале температур от 273 до 373 К) и в трубчатой печи, снабженной системой регулирования и стабилизации температуры (при температурах 373—463 К). Влияние воздействия кислорода на радиационную стойкость изучали облучением монослоя ионита, покрытого тонким слоем воды, в пробирке заполненной кислородом [117]. [c.22] На основании обобщения описанных в литературе методов можно рекомендовать следующий универсальный метод проведения эксперимента при изучении стойкости ионообменных материалов. [c.22] Навеску исходного ионита с известным комплексом физикохимических свойств помещают в колонку или в ампулу. Смолу в ампуле необходимо залить заданным (лучше с большим избытком) количеством исследуемой жидкости при определенном соотношении фаз. [c.22] При изучении термической стойкости ионитов следует использовать закрытые стеклянные или тефлоновые ампулы и помещать их в герметичный металлический патрон, в который вводят небольшое количество воды или растворителя для создания противодавления на стенки ампулы со смолой. [c.23] При изучении радиационной и окислительной стойкости ионитов их необходимо помещать в ампулы, снабженные небольшим отверстием или гидрозатвором для выхода газообразных продуктов, обильно выделяющихся в результате радиолиза раствора со смолой или окислительной деструкции ионообменника. [c.23] К термостатированию образцов независимо от характера внешнего воздействия на ионит предъявляются высокие требования. При оценке химической стойкости ионитов по ГОСТ 10899—75 предусматривается выдержка параллельных проб в 5 н. растворе Нг504 и в 5 и. растворе НаОН при 373 К в течение 30 мин и в 3 н. растворе Н2О2 при комнатной температуре в течение 48 ч с последующим определением полной и равновесной (с раствором соли) обменной емкости смолы. Стойкость ионита определяется отношением полученной обменной емкости к исходной. Основной недостаток этого метода состоит в том, что за заданное время экспозиции очень трудно выявить сколько-нибудь заметное изменение обменной емкости. Поэтому вывод о высокой стойкости ионита в большинстве случаев, по существу, не соответствует реальности и может дезинформировать потребителя. [c.23] Вернуться к основной статье