Каучук натуральный, растворение и диффузия

Вследствие этих особенностей растворы высокомолекулярных веществ в ряде случаев ведут себя как коллоидные растворы (малая скорость диффузии, высокая вязкость, явление набухания и др.). В соответствии с этим такие растворы считались раньше коллоидными растворами. Однако в противоположность коллоидным растворам они термодинамически устойчивы и поэтому являются истинными молекулярными растворами. Следует отметить, что при растворении в некоторых растворителях высокомолекулярные вещества дают также коллоидные растворы. Так, натуральный каучук в бензоле дает истинный (молекулярный) раствор, а в воде—коллоидный (латекс). Растворы нитрата целлюлозы в ацетоне и растворы желатина в воде являются молекулярными растворами, а растворы нитрата целлюлозы в воде и растворы желатина в спирте—коллоидными растворами. [c.254]

Это уравнение показывает, что поток компонента через мембрану пропорционален перепаду давлений на входе и выходе мембраны и обратно пропорционален ее толщине. Представляет интерес рассмотреть подробнее изменения коэффициентов растворимости, диффузии и проницаемости для разных газов в связи с механизмом растворения — диффузии. Рисунок -14 показывает коэффициенты растворимости и диффузии различных газов в натуральном каучуке в зависимости от молекулярных размеров пенетранта [14]. Он отчетливо обнаруживает, что коэс ициент диффузии уменьшается с увеличением размера молекулы газа. Маленькая молекула водорода имеет относительно большой коэффициент диффузии, в то время как диоксид углерода — относительно малый. Такое соотношение можно получить и из уравнения Стокса — Эйнштейна (У-45), если показать, что сопротивление трения сферической молекулы увеличивается с увеличением ее радиуса, учитывая, что коэффициент диффузии обратно пропорционален этому сопротивлению трения, т. е. [c.243]

Газопроницаемость органических непористых мембран была обнаружена давно. Б 1831 г. Митчелл установил, что мембрана из натурального каучука обладает различной газопроницаемостью по отношению к азоту и кислороду. Процесс диффузии различных газов через мембраны из натурального каучука изучал затем (в 1866 г.) Грем, который показал, что диффузию газа через такую мембрану следует рассматривать как процесс, состоящий из трех последовательных стадий а) растворение газа в полимере, Ь) собственно диффузия и в) испарение продиффундировавшего газа с поверхности мембраны. [c.221]

Проницаемость эластомера к газам и парам воды больше зависит от скорости диффузии через эластомер, чем от скорости растворения и испарения с поверхности. Любая обработка каучука, вызывающая уменьшение скорости диффузии, может привести или к увеличению энергии, необходимой для единичного разделения цепей, или к увеличению зоны, участвующей в отдельном акте диффузии . Поскольку удельная энергия когезии эластомера и энергия, необходимая для перемещения сегмента цепи, не изменяются при изменении степени вулканизации в широких пределах, размеры зоны, необходимой для элементарного акта диффузии, должны расти с увеличением степени вулканизации и молекулярных размеров диффундирующих частиц. Экспериментально показано что при увеличении количества серы в смеси газопроницаемость резины постепенно уменьшается. Эта зависимость более заметна для высокомолекулярных газов, чем для низкомолекулярных, и имеет почти линейный характер для натурального и бутадиен-стирольного каучуков. Так, например , газопроницаемость по азоту резины из натурального каучука при увеличении дозировки серы от 1,7 до 2,9% уменьшается на 25"о. [c.115]

Еще в 1831 г. Митчелл установил, что мембрана из натурального каучука характеризуется различной газопроницаемостью по отношению к азоту и кислороду. Трем в 1866 г. показал, что диффузию газа через такую мембрану следует рассматривать как процесс, состоящий из трех последовательных стадий растворения газа в полимере, собственно диффузии и испарения продиффундировавшего газа с поверхности мембраны. [c.90]

Температурная зависимость растворения и диффузии (при 60°) в натуральном каучуке, вулканизованном серой 33] [c.286]

Подобно низкомолекулярным веществам, полимер не может быть растворен в любой жидкости. В одних жидкостях (при непосредственном контакте с ними) данный полимер самопроизвольно растворяется, в других жидкостях никаких признаков растворения не наблюдается. Иапример, натуральный каучук самопроизвольно растворяется в бензоле и пе взаимодействует с водой. Желатин хороию растворяется в воде и не взаимодействует с этиловым спиртом. Очевидно, в одних случаях полимер и низкомолекулярная жидкость имеют взаимное сродство, а в других оно отсутствует, В первом случае следует ожидать образования истинного раствора, во втором — коллоидного. Действительно, самопроизвольно образующиеся растворы полимероп имеют все признаки истинных растворов, в том числе основной признак — обратимость и равновесность, о чем свидетельствуют исследования применимости правила фаз к растворам полимеров (стр. 325). Однако истинные растворы полимеров имеют свои особенности, отличающие их от истинных растворов ннзкомолекулярных веществ. К ним относятся набухание, предпшствующее растворению, высокая вязкость, медленная диффузия и неспособность проникать через полупроницаемые мембраны. Все это обусловлено огромной разницей в размерах частиц смешиваемых компонентов. [c.316]

Кривизна температурной зависимости проницаемости является следствием нелинейной зависимости IgD—. ЦТ, так как теплота растворения АН в широком интервале температур остается постоянной Ч Наличие кривизны температурной зависимости IgD—1/Г свидетельствует о том, что значение условной энергии активации в системе эластомер — газ не постоянно, оно постепенно понижается с повышением температуры. Это обусловлено постепенной перестройкой структуры эластомеров с изменением температуры, подобно структуре л идкостей . Разные системы полимер — растворитель, имеют различный характер кривизны в области Т > Тс. В области Т а Тс отклонений от линейной зависимости не наблюдалось. На основании экспериментальных данных о диффузии Н2 я N2 в натуральном каучуке и сополимере- бутадиена с акрилонитрилом в интервале от —18,5 до 100 °С Амеронген предлол ил для температурной зависимости D от Т принять выражение вида [c.114]

Вопрос об изменении величины энергии активации диффузии газов и паров при переходе полимера нз аморфного состояния в кристаллическое полностью не выяснен. Так, для натурального каучука и гуттаперчи наблюдалось повышение, а для полипропилена и полиэтиленанекоторое понижение энергии активации проницаемости с ростом степени кристалличности. Брандт считает, что как энергия активации диффузии Ео, так и теплота растворения АЯ газообразных углеводородов и азота остаются постоянными независимо от плотности полиэтилена. Клют на основе развитых им теоретических представлений также предполагает, что энергия активации диффузии не должна зависеть от степени кристалличности полимера. Однако следует иметь в виду, что аморфные области, являющиеся основными путями проникновения газов через полимер, с повышением степени кристалличности могут несколько изменять свою структуру При высоких степенях кристалличности и большой гибкости цепных молекул полимера образование кристаллитов должно приводить к обеднению набора конформаций цепных молекул, в результате чего должна понижаться проницаемость и несколько возрастать энергия активации диффузии. [c.143]

В работе Михаельса и Бикслера [64 ] приведены данные как по растворимости газов, так и по коэффициентам диффузии для Не, N3, СО, Оз, Аг, СН4, СО2, 5Рв, СзН , С,Не, ,Hs, С3Н4, СН3С1 при 25 С в натуральном каучуке и в трех различных видах полиэтилена. Кажущаяся теплота растворения в полиэтилене изменялась от +10,6 кДж/моль для гелия до —14,66 кДж/моль [c.59]