Метод диаграмм совместимости

В семнадцатой главе описаны методологические приемы решения прямой задачи определения на ЭВМ физических характеристик полимеров и низкомолекулярных жидкостей по их химическому строению и обратной задачи -компьютерному синтезу полимеров с заданным комплексом свойств. Решение этих задач выполнено методами фрагментов и отдельных атомов. Разработаны соответствующие программы, позволяющие рассчитать свыше 50 химических свойств линейных и сетчатых полимеров и сополимеров, а также ряд важнейших свойств низкомолекулярных жидкостей. Обсуждается методика построения диаграмм совместимости свойств полимеров, использование которых может существенно упростить решение прямой и, особенно, обратной задач компьютерного материаловедения. [c.18]

Этот метод можно использовать для изучения явления фазового разделения в несмешивающихся системах жидкость — жидкость, для изучения фазовых диаграмм и определения спинодаль-ных точек, для исследования совместимости полимерных смесей и процессов кристаллизации. [c.211]

П. классифицируют обычно по их химич. природе (см. табл. 1) и по степени совместимости с полимером (табл. 2). По второму признаку П. делят на первичные и вторичные (обладающие соответственно хорошей или ограниченной совместимостью с полимером). Вторичные П. могут со временем выделяться ( выпотевать ) на поверхность полимерного материала в виде жидкости или кристаллич. образований. Совместимость зависит от строения и полярности полимера и П. Этот показатель м. б. определен визуально, по характеру диаграмм фазового равновесия системы полимер — пластификатор или др. методами. Деление П. на первичные и вторичные в известной мере условно, т. к. совместимость П. с полимером может существенно зависеть от темп-ры, давления, влажности воздуха, интенсивности солнечной радиации и др. факторов. Вторичные П. вводят в полимерные материалы, как правило, вместе с первичными. Они могут придавать материалам нек-рые специфич. свойства (напр., негорючесть, термостойкость) или служить дешевыми заменителями первичных П. Подробно о механизме действия П. см. Пластификация. [c.309]

Метод трансляции. В этой главе мы уже частично пользовались методом трансляции для построения физико-химических диаграмм. Остановимся на сущности его более детально. Метод трансляции основан на принципе совместимости, согласно которому образы, существующие на физико-химических диаграммах частных систем, при переходе к общим системам не замыкаются в частных системах, а простираются в область общего состава. При этом под частными системами по отношению к общей иг п компонентов понимаются всевозможные комбинации из п компонентов, входящих в данную общую систему. Так как на диаграммах состояния и других физико-химических диаграммах (метод трансляции применим к ним ко всем) свойства изображаются в виде геометрических образов, то эти образы транслируются из диаграмм частных систем па диаграммы общих систем. При трансляции пространственная размерность геометрического образа (точки, линии) увеличивается на единицу. Нанример, точка на диаграмме двойной системы транслируется в область тройных сплавов в виде линии, линия — в виде поверхности, поверхность — в виде объема. Методом трансляции можно строить диаграммы состояния для систем с любым числом компонентов, состав которых изображается с помощью фигур тройного измерения. Возможности метода трансляции находятся в пределах возможностей физико-химиче- [c.239]

В работе [83] предложена методика, позволяющая подбирать составы смесей растворителей, оптимальные по совместимости с данным полимером. В основе метода лежит анализ положения трехмерных параметров растворимости полимеров и растворителей на концентрационном треугольнике Розебума, по осям которого отложены значения 6 , б2 и 62. Предполагается, что идеальной совместимостью обладают тот полимер и растворитель, у которых совпадает положение точек на концентрационном треугольнике, соответствующих их трехмерному параметру растворимости. Положение точки на треугольной диаграмме показывает только соотношение составляющих параметра растворимости, а не его величину. Поэтому оценку совместимости различных веществ по положению соответствующих точек на концентрационном треугольнике можно производить только, если количественно их параметры растворимости сильно не различаются. Исходя из уравнений (3.14) и (3.15), принимая приближенно Хкр 0,5 0,55 можно рассчитать, что максимально допустимое различие в значениях параметров растворимости Д6 = 1,8. Учитывая это, можно рекомендовать следующий порядок подбора смесей растворителей для полимеров. [c.92]

В настоящей работе приведены результаты исследования фазовых равновесия с участием глауберита в областях пяти-, шестикомпонентного состава системы Ка, К, М , Са 804, С1-Н2О методом трансляции [5], который вытекает из принципа совместимости элементов строения и и /г 1 компонентных систем в одной диаграмме. Условия применения метода трансляции для исследования фазовых равновесий в многокомпонентных водно-солевых системах рассмотрены в [6,7]. [c.192]

Б работах [170] и [171] изучали явление водородного связывания между макромолекулами в смесях полимеров методом ИК-спектроскопии с Фурье-преобразованием, а также с применением теории Patterson and Robard [173] и получением диаграмм с нижней критической температурой растворения. Изучалась растворимость и совместимость полиэтилоксазолина [c.475]

КОН степени смещен в область сильного поля, что оба сигнала перекрываются. Спектры ЯМР и диаграммы температур застывания системы пиррол — ацетилацетон [80] указывают на образование слабого комплекса за счет водородных связей пиррола с карбонильным кислородом кетоформы ацетилаиетона. Возможно образование как 1 1, так и 1 2 комплексов. Использование метода двойного резонанса [46] позволило изучить влияние растворителей как на водород НН-, так и на водороды СН-групп. Разбавление пиррола циклогексаном смещает все сигналы в сторону слабого поля, причем наибольший сдвиг претерпевает сигнал от водорода НН-группы, а наименьший — сигналы от р-водородов. Этого нельзя ожидать в случае разрыва связи ЫН Ы, однако оно вполне совместимо с уменьшением я-взаимодействия между НН-группой пиррола и я-электронной системой второй молекулы [81]. Это взаимодействие изменяет химические сдвиги сс- и р-протонов. Из сопоставления длин связей видно, что р-протоны расположены так далеко от донорного пиррольного кольца, что его влияние невелико. Из двух возможных циклических димеров, из которых один содержит два пиррольпых кольца, являющихся я-донорами, а другой состоит из одной свободной и одной ассоциированной НН-группы,— первый лучше согласуется с результатами ЯМР. При добавлении пиридина к циклогексановому раствору пиррола сигнал от НН-группы смещается в область более слабого поля. Этот сдвиг приписывают ассоциации НН Н, включающей неподеленную пару электронов атома азота пиридина. Константы равновесия этой ассоциации были определены из температурной зависимости величина ЛН равна — 4,3 ккал/моль, а изменение стандартной энтропии Д5° = —8,0 кал/моль, что согласуется со значениями, полученными из калориметрических измерений и данных ИК-спектров. [c.437]

Совместимость зависит от природы полимера и пластификатора и м. б. охарактеризована диаграммой фазового состояния компонентов системы в координатах состав — темп-ра, давлением набухания полимера в пластификаторе или относительным понижением упругости пара над системой полимер — пластификатор, характером изменения темп-ры стеклования полимера при П. и рядом др. методов (см. Раствори, Совместимость). На практике широко применяют как хорошо совместимые, так и ограниченно совместимые с полимером пластификаторы, часто в смесях друг с другом. Если количество введенного пластификатора превышает концентрацию, соответствующую равновесному пределу его совместимости с полимером, избыток пластификатора может выделиться из системы при переработке, хранении и эксплуатации Л1атериала. [c.312]

При образовании истинного раствора пластификатора в полимере говорят об их совместимости. Если полимер самопроизвольно набухает пластификаторе, — это значит, что ов с ним совмещается. Коллоидное диспергирование означает отсутствие совместимости. Поскольку пластификатор вводят в количестве примерно 30% от массы полимера, то нет необходимости в неограниченном смешении пла- тификafopa с полимером. Они могут смешиваться и ограниченно, т. е. полимер может только набухать в пластификаторе, но не растворяться. Однако количество введенного пластификатора должно соответствовать его истинной растворимости в полимере не только при температуре смешения, но и в широкой области температур, охватывающей температуры хранения и эксплуатации изделий. Если количество введенного пластификатора превышает концентрацию насыщенного раствора, т. е. предел совместимости, то весь избыток пластификатора как не совмещающийся выделится из системы в процессе переработки или при хранении и эксплуатации. Чтобы этого не произошло, при подборе пластификаторов следует руководствоваться теми же соображениями, что и при подборе растворителей, т. е. изучать диаграммы смешения полимера с пластификатором и термодинамическое сродство между ними. Методы исследования этих свойств описаны в гл. 10 и 11. [c.456]

Актуальность объединения указанных двух направлений исследования сплавов в настоящее время не вызывает сомнений. Это проявляется в создании международных проектов, объединяющих усилия специалистов разных стран, в выпуске специальных журналов, организации симпозиумов и конференций. И все же, несмотря на очевидную активизацию, работы в области термодинамики диаграмм состояний имеют пока односторонний характер выдвинутая по инициативе Л. Кауфмана программа совмещения данных по термодинамике и фазовым диаграммам двойных и многокомпонентных систем развивается в основном внайравлении расчета стабильных или метастабильных диаграмм с помощью параметров стабильности чистых компонентов в различных кристаллических модификациях и моделей взаимодействия компонентов в растворах или промежуточных соединениях. Эти параметры и модели определяются всеми доступными средствами. Используются и фазовые диаграммы, однако заложенная в них термодинамическая информация извлекается скорее путем подбора свойств, совместимых с данной диаграммой состояний чем с помощью их строгого расчета. Обоснованием этого служит обычно представление о расчетах термодинамических свойств по диаграммам состояний как об обратных задачах математического анализа , а большинство обратных задач решается неоднозначно, так что подбор подходящего результата является в данной ситуации вполне приемлемым методом решения. [c.6]

Установление для каждой конкретной системы предела совместимости капсулируемого вещества с полимером и получение диаграммы смешения является весьма трудоемкой задачей. Для практических целей капсулирования редко определяют полную диаграмму состояния системы полимер - жидкость и, как правило, ограничиваются оценкой характерных точек диаграммы косвенными методами. Экспериментально определяют зависимость показателя текучести расйлава композиции от концентрации жидкости или летучесть, сравнивая их с показателями жидкости при той же температуре в свободном состоянии [111]. Влияние жидкости на вязкость композиции оцешвают не только с целью определения совместимости компонентов, но и для рационального выбора способа и режима формования пленки, типа формующего устройства. [c.110]

Рассмотрим в качестве модельной системы композицию- полиэтилен (ПЭ) - минеральное масло, исследованную в [115]. В этой системе масло можно рассматривать как модель капсулируемой жидкости, характеризующейся ограниченной совместимостью с термопластом и обладающей достаточной термостабильностью для формования пленок методом экструзии или прессования расплава. Диаграмма фазового состояния системы ПЭ-масло соответствует шестому типу диаграмм по Папкову [36] и показана на рис. 2.9. Предельная концентрация масла в гомогенной системе при нормальных условиях - 1=45-50% (мае.). Разделение фаз в системе наблюдается в сравнительно узком температурном интервале, заключенном между кривыми аморфного и кристаллического равновесия. Температура верхней критической точки Тг составляет 130 °С, а температура плавления полиэтилена- [c.111]

Выбор скорости и условий проведения процесса растворения является технологической задачей. Основной же физико-химической задачей, решаемой на данной стадии производства микрофильтров, является получение полностью совместимой и устойчивой во времени смеси растворителя и полимера. Совместимость и постоянство характеристик смеси полимера и низкомолекулярной жидкости зависят от химической природы (сродства) компонентов, их соотношения и внешних факторов (температура, механическое или гидромеханическое поле). Аналитического решения эта задача не имеет. Для описания систем полимер — низкомолекулярная жидкость (или жидкости) часто используют топологический метод анализа, сводящийся к построению диаграмм фазового равновесия. Принципы этого метода анализа будут рассмотрены при обсуждении проблем формования мнкрофильтров. В данном случае целесообразнее остановиться на подборе растворителей полимеров и влиянии некоторых характеристик растворов на свойства микрофнльтров. [c.25]

Оптимальные составы композиционного материала должны характеризоваться не только хорошей совместимостью компонентов, входящих в их состав, но и возможно более высокими показателями основных эксплуатационных характеристик. Используя метод симплекс-ре-шетчатого планирования, можно оптимизировать исследуемь)й материал по всем показателям, интересующим потребителя. Для этого с помощью ЭВМ рассчитывают координаты линий постоянного значения для всех исследуемых свойств. Затем на симплекс наносят изолинии предельных значений нескольких наиболее существенных для эксплуатации данного материала параметров, ограничивая таким образом область оптимального состава материала. На рис. 3.16 приведен пример нахождения оптимального состава композиций на основе полиэтилена, пластификатора (вакуумное масло) и консерванта, используемых для изготовления пленок, применяемых при упаковке скоропортящихся продуктов. Ка диаграмме нанесены, изолинии предельно допустимых значений параметров оптимизации (сохранность продукта в баллах, формуемость и жесткость пленок). Стрелками показано желательное направление изменения параметров. Область оптимального состава не должна выходить за пределы, ограниченные изолиниями предельно допустимых значений параметров оптимизации. [c.100]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология