Функциональные группы на саже

Функциональные группы саж, вступая в побочные реакции с ускорителями, могут понизить их концентрацию настолько, что остающегося количества ускорителя окажется уже недостаточно для нормального хода вулканизации . [c.446]

Увеличение времени пребывания сажи в реакционной зоне и ее нагревание вызывают, в первую очередь, удаление или перестройку поверхностных слоев. При повышении температуры до 900°С происходит удаление с поверхности различных химических функциональных групп [В-4, 5]. При 900-1700 С удаляется водород, снижается химическая активность сажи и усиливающие эффекты при наполнении полимеров, в том числе и в связи с уменьшением количества водорода на поверхности. При [c.203]

Влияние функциональных групп на поверхности сажи на взаимодействие с полимером остается дискуссионным, за исключением случаев их использования в полярных средах и ненасыщенных соединениях в присутствии химического промотора. В связи с тем, что каменноугольный пек представляет собой полярную среду, влияние функциональных групп на поверхности сажи на структуру и свойства композиций сажа—связующее можно считать доказанным [В-4]. [c.222]

Согласно классификации А. В. Киселева [4, с. 18] адсорбенты можно отнести к трем типам. Тип I — неспецифические адсорбенты, к которым относится графитированная сажа. Адсорбенты этого типа не содержат на своей поверхности функциональных групп или ионов, способных к обмену. К этому же типу адсорбентов можно отнести высокомолекулярные углеводороды, например полиэтилен. [c.54]

Графитированные сажи получают обработкой обычных саж при 3000° С в вакууме или инертном газе. При такой обработке частицы саж приобретают форму полиэдров, грани которых образованы монокристаллами графита, растущими изнутри частицы. В связи с этим адсорбционные свойства поверхности графитирован-ных саж очень близки к адсорбционным свойствам однородной поверхности базисной группы графита. Поверхность графитированных саж не обладает ни функциональными группами, ни я-связями. Поэтому они относятся к неспецифическим адсорбентам. Адсорбция на [c.57]

Основные приемы получения адсорбентов. Графитированные сажи, относящиеся к I типу адсорбентов, получают обработкой обычных саж при температуре около 3000° С в вакууме, в атмосфере инертного газа или в восстановительной среде. При 2200—3200° С наступает полная параллельная ориентация кристаллитов, частицы сажи приобретают форму полиэдров, грани которых образованы монокристаллами графита. Такая обработка приводит к тому, что основная поверхность полиэдрических частиц сажи состоит из базисных граней графита, и влияние неоднородных мест у ребер и углов становится незначительным. Вследствие этого адсорбционные свойства графитиро-ванных саж близки к адсорбционным свойствам однородной поверхности базисной грани графита. На поверхности подобных саж отсутствуют как ионы, так и функциональные группы или же л-связи. Вследствие этого адсорбция на графитированных сажах обусловлена дисперсионными силами притяжения. [c.109]

Частицы графитированных саж состоят из полиэдров, гранями которых являются базисные грани графита. Графитированная сажа — адсорбент с весьма однородной поверхностью. Она относится к неспецифическим адсорбентам. Поверхность таких адсорбентов не имеет ни функциональных групп, ни обменных ионов. Адсорбция на графитированных сажах происходит под влиянием дисперсионных сил притяжения. Графитированная при 3000 °С термическая сажа имеет 5уд = 6—30 м /г, у канальной сажи 5уд = = 90 м /г, у ацетиленовой сажи Sy = 60 м /г. [c.86]

По мере роста углеводородной части молекул органического вещества с полярной функциональной группой значительно усиливается адсорбция на неспецифическом адсорбенте из водного раствора. На рис. 14.3 показан быстрый рост адсорбции из разбавленных водных растворов в гомологическом ряду жирных кислот на саже с ростом числа атомов углерода в их молекуле пс при одинаковой концентрации С. [c.254]

Считают, что на прочность и развитие вторичной структуры оказывают значительное влияние функциональные группы, образующиеся на поверхности сажевых частиц, содержащих водород и кислород. Взаимодействие функциональных групп может приводить к образованию водородных связей между частицами, более прочных, чем силы взаимодействия Ван-дер-Ваальса. В настоящее время установлено, что эти функциональные группы играют важную роль во взаимодействии сажи с каучуком. Вторичная структура сажи сильно разрушается при смешении, но в отличие от первичной структуры она может восстанавливаться при смешении и вулканизации, а также при < отдыхе резиновых смесей и вулканизатов. [c.159]

Показатели концентрации водородных ионов саж колеблются в очень широких пределах. pH канальной и антраценовой саж 3,5—5 указывает на кислотный характер поверхности частиц саж. Адсорбированный кислород с углеродом и водородом сажи образует различные, в том числе карбоксилсодержащие функциональные группы, наличием которых и объясняется кислотный характер поверхности этих саж . [c.161]

Считается также возможным и химическое взаимодействие каучука с наполнителем, например с сажей, так как на ее поверхности имеются различные функциональные группы, некоторые из них содержат двойные связи. [c.174]

Авторы работ [5, 54] пришли к выводу о периферийном расположении атомов серы в макромолекулах углей. Основное количество серы в нефтяных углеродах, полученных при низких температурах, по-видимому, также представлено в виде боковых функциональных групп в тиофеновом кольце, которое расположено на периферии сеток ароматических колец. Некоторые авторы [26] допускают возможность расположения серы в виде цепочечных структур между полимеризованными сетками ароматических колец. Это предположение подтверждается, особенно применительно к сажам. Атомы серы участвуют в вулканизационных процессах, регулированием кинетики которых достигается необходимая прочность н эластичность резины. Возможно, что сера находится внутри сеток ароматических колец, искажая их структуру. Многие исследователи считают, что такое предположение подтверждается возрастанием показателя дефектности структуры сеток ароматических колец, наблюдаемым после удаления серы. [c.120]

Водородные соединения представляют собой остатки продуктов полимеризации углеводородов, применяемых для получения сажи, а кислородные соединения образуются в процессе получения саж в канальных печах. Водород и кислород находятся внутри частиц сажи и на их поверхности как в виде химически связанных с остовом частицы самой сажи функциональных групп, так и в виде адсорбированных смолистых веш еств. Различные химические методы анализа, а также методы инфракрасной спектроскопии и ЭПР позволяют обнаружить на поверхности саж, особенно на поверхности окисленных саж, разнообразные функциональные группы гидроксильные, карбонильные, альдегидные, карбоксильные, хинонные, лактонные, нерекисные и др. (см. обзор [39] и работы [41, 42, 70— 86]), а также свободные радикалы и неспаренные электроны (см. обзор [39, 62]), а также работы [78, 87—96]). У неграфитированных [c.43]

Благодаря различиям в геометрической неоднородности поверхности разных саж и наличию на ней активных функциональных групп величины адсорбции на единице поверхности адсорбента и формы [c.44]

Мы [126] исследовали влияние количества поверхностных кислотных функциональных групп ацетиленовой сажи и активного угля КАД на адсорбцию из водных растворов слабых органи- [c.51]

Сажа является химически весьма активным материалом. На поверхности сажи имеется способный к обмену водород и различные кислородсодержащие функциональные группы сажа вступает во взаимодействие с полимерными радикалами, образующимися в процессе смешения [175], реагирует с ингредиентами резиновых смесей при вулканизации [170], существенно влияет на скорость окисления резин [178]. По мере повышения содержания кислорода на саже ISAF износостойкость резин сначала сохранялась, а затем (при содержании летучих 2%) существенно снижалась. Снижение износостойкости объяснялось уменьшением взаимодействия в системе сажа — каучук [251]. [c.95]

Промоторами этой реакции являются п-динитробензол (по-лиак) п-нитрозофенол (бутилак 33) Ы-метил-М-4-динитрозо-анилин (эластопар) и другие, способствующие взаимодействию полимера с функциональными группами сажи. Введение [c.137]

Несомненно, что в процессе вулканизации имеет также место взаимодействие серы с функциональными группами сажи. Этот вопрос был изучен с помощью радиоактивного изотопа се-ры1э, 14,16,18 Результаты изучения кинетики связывания радиоактивной серы с газовой канальной и ламповой сажамп приводятся на рис, ПО. [c.449]

Интересные данные получены в работах Б. А. Догадкина с сотр. . Отмечается, что химическая активность канальной сажи возрастает после ее гидрогенизации. Взаимодействие сажи с серой приводит к увеличению примерно вдвое размеров агрегатов сажи (размеры определялись по светопоглошению суспензий, полученных при помощи ультразвуковых колебаний с частотой 10 000 гц). Из этого делается вывод, что сера реагирует с сажей или в виде бирадикала, способного связывать отдельные частицы сажи друг с другом, или же сульфгидрильные группы, возникающие при реакции серы с функциональными группами сажи, способны реагировать с активными кислородными или другими группами частиц сажи. [c.450]

При нагреве резиновой смеси в процессе вулканизации имеет место одновременная тепловая активация каучука и основных ингредиентов резиновой смеси, в результате чего происходят сложные структурные изменения, связанные с переходом каучука в резину. Не исключена возможность химического и адсорбционного взаимодействия отдельных компонентов резиио-в ч1 смеси (сера, ускорители, наполнители) друг с другом в случае их предварительного прогрева с образованием активных промежуточных соединений Такой неустойчивый комплекс из сажи, серы и ускорителей, возможно, будет более интенсивно реаг[1ровать с каучуком и оказывать положительное влияние на физико-механические свойства резин, если иметь в виду, что в создании вулканизационных узлов участвуют не только каучук п сера, но и функциональные группы сажи. [c.452]

Наличие в жидких каучуках разнообразных функциональных групп позволяет проводить взаимодействие их с изоцианатами, аминами, эпоксидными и акрилатными смолами и другими соединениями при этом получают материалы с широким диапазоном свойств —от эластомеров до эластичных пластиков. Кроме того, поскольку жидкие каучуки по природе своей цепи аналогичны обычным высокомолекулярным каучукам, возможно их усиление сажей и другими минеральными наполнителями, а также наполне- [c.411]

Выше было показано (см. стр. 499), какую важную роль играют гидроксильные группы на поверхности окислов в отношении адсорбции молекул, имеющих дипольиые и квадрупольные моменты или зг-электронные связи. Поэтому увеличение концентрации гидроксильных и других активных функциональных групп на поверхности адсорбента (гидратация поверхности окислов, окисление саж) увеличивает энергию адсорбции таких молекул, мало изменяя энергию адсорбции молекул с более симметричными электронными оболочками (благородные газы, ССи, насыщенные углеводороды). Наоборот, удаление таких активных функциональных групп (дегидроксилирование поверхности окислов, графитированне саж) снижает адсорбцию молекул, имеющих дипольиые к каад-рупольные моменты или и-электронные связи, мало изменяя адсорбцию молекул с более симметричными электронными оболочками. [c.503]

Сажа представляет собой твердый тонкодисперсный углеродистый продукт неполного сгорания или термического распада углеводородов. В зависимости от характера применяемого сырья и технологии производства сажа имеет следующий состав углерода 89—99,0%, водорода 0,3—0,5% и кислорода от 0,1% до нескольких процентов. Кислород пребывает в виде функциональных групп гидроксильной, карбонильной, карбоксильной и др. Помимо этого в саже находится от 0,1 до 1,1% серы и от 0,1 до 0,5% золы. Источйиком золы главным образом является вода, используемая для охлаждения горячих частиц сажи при ее производстве и грануляции. [c.145]

По современным представлениям для всех углеродистых веществ, за исключением графитов, характерно отсутствие трехмерной атомной упорядоченности. В основе структурного элемента угля, кокса или сажи лежит двухмерная плоскость или сетка из шестиугольников атомов углерода с прикрепленными к плоскостям боковыми цепями в виде функциональных групп, радикалов и т.д. Структурные агрегаты образуются из разных комбинаций этих сеток с цепями. Они могут укладываться в пакеты параллельными слоями, но беспорядочно ориентированными относительно нормали к их плоскости. Они могут располагаться в кристаллиты параллельными слоями с >тюрядоченной ориентировкой слоев. Наряду с уложенными в пакеты атомными сетками имеется углерод, не ориентированный в сетки ( аморфный ). С точки зрения структурных преобразований углеродистого материала процесс графитации может быть представлен как переход от двухмерных к трехмерным кристаллическим образованиям углерода. [c.33]

Взамен обработки кислородом регулирование группового со става достигается введением сажи, поверхность которой с(здер-жит кислородсодержащие функциональные группы [В-4,5]. Таким путем можно регулировать содержание в пеке г-фракции и изменять его вязкость. Модифицирование связующего достигается специальными добавками. [c.125]

Выше было показано, что частички сажи и кокса в зависимости от содержания полярных групп в связующем способны к экранированию микросфер мезофа.зы каменноугольного пека, содержащего в своем составе функциональные группы, или превращаться в зародыши ее образования (только в нефтяных пеках). Структура граничных слоев в зависимости от вида связующего, как следствие этого обстоятельства, резко отличается. С увеличением длины молекул связующего их ориентация относительно поверхности частичек улучшается. Вязкость граничных слоев, вследствие этого, в несколько раз выше объемной вязкости, что находится в хорошем соответствии с данными о вязкости мезофазного и изотропного пеков. [c.152]

При нагревании сажи П805Э (П803) в инертной среде или вакууме до 900 С ее активность и усиливающие свойства возрастают или не изменяются. Очевидно, это определяется наличием или отсутствием на поверхности неразложившихся остатков углеводородов, удаление которых на определенных стадиях процесса способствует возникновению активных центров. Одновременно с этим происходит удаление с поверхности функциональных групп и связанного водорода. [c.204]

Так, обработка сажи П805Э в вибрационной мельнице, по данным [В-5], разрушает первичные сажевые агрегаты и способствует возникновению кислородсодержащих, главным образом, основных функциональных групп на поверхности. Обраьзование активных центров не обязательно связано с полной декомп( Нса-цией электронных спинов. Возможна деформация связей, в результате которой их энергия приближается к энергии диссоциации химических связей. [c.211]

Электронно-микроскопические исследования [4-12, 24] показали, что граничные слои кокса из каменноугольного связующего, которые образуются при смешении на поверхности сажевых субагрегатов, имеют морфологию, сходную с мор< )ологи-ей внешних оболочек графитированных сажевых частичек. Этот слой кокса из связующего (рис. 4-15) состоит из ориентированных параллельно поверхности субагрегата 1 рупп графитоподобных слоев, что доказано микродифракционными исследованиями. Прослойки сходной структуры обнаружены на поверхности виброизмельченной и графитированной после виброизмельчения саж. Данное обстоятельство свидетельствует о том, что структура граничного слоя не зависит от активности поверхности и фиксированных на ней функциональных групп и находится в мезоморфном состоянии. [c.216]

Адсорбционное модифицирование графитированных саж и кремнеземов с (успехом используют для получения адсорбентов с разной химией поверхности. Для этого поверхность адсорбента-носителя покрывают плотными монослоями сильно адсорбирующихся на нем молекул или макромолекул, содержащих разные функциональные группы. Таким образом можно значительно увеличить набор селективных адсорбентов для хроматографии и в результате увеличения однородности поверхности и блокировки тонких пор повысить эффективность колонн. При этом достигается не только нужная специфичность адсорбента, но и, благодаря экранированию модификатором силовых центров самого адсорбента-носителя, снижается общая энергия адсорбции, в особенности вклад в нее энергии неспецифических межмолек улярных взаимодействий. Это вызывается тем, что, в отличие от неорганического адсорбента-носителя, средняя поверхностная концентрация силовых центров (атомов, образующих молекулы модификатора) меньше, так как расстояния между молекулами модификатора даже в- плотном монослое определяются их вандерваальсовыми размерами. Уменьшение энергии адсорбции позволяет понизить температуру колонны при разделении данной смеси. [c.76]

Более распространены и изучены кислотные кислородсодержащие поверхностные группы. Исследование адсорбции фенола, анилина и /г-нитроанилина на образцах ацетиленовой сажи и активного угля КАД с различным содержанием поверхностных функциональных групп показало, что поверхностные кис лородсодержащие группы угля и сажи существенно не участ вуют во взаимодействии молекул ароматических производных с поверхностью углеродных адсорбентов [1]. Аналогичные результаты получены М. М. Дубининым и Е. Д. Завериной [2], которые показали, что кислотные оксиды на поверхности активного угля не оказывают влияния на физическую адсорбцию неполярных органических веществ из паровой фазы. Специфическое взаимодействие поверхности угля с органическими ве-щестнами наблюдалось только в присутствии карбонильных групп на поверхности угля и при возникновении донорно-ак-цепторных комплексов [3]. [c.75]

Адсорбенты по той же классификации, т. е. в зависимости от химического строения их поверхности, определяющего способность к тому или иному виду межмолекулярных взаимодействий, делятся на три типа. К первому типу относятся неспецифические адсорбенты, не несущие на своей поверхности ни ионов, ни каких-либо функциональных групп, связей или центров с локально сосредоточенными на периферии зарядами и не обладающие электронодонорными или электроноакцепторными центрами. На таких адсорбентах любые молекулы адсорбируются неспецифически. К адсорбентам этого типа можно отнести графитированные сажи, в особенности графити-рованную около 3000 °С термическую сажу, поверхность которой состоит в основном из базисных граней графита. Кроме графитированной сажи к неспецифическим адсорбентам относится чистый нитрид бора, молекулярные кристаллы благородных газов и насыщенных углеводородов, а также пленки из таких углеводородов и пористые углеводородные полимеры. Адсорбция на таких адсорбентах мало зависит от локального распределения в адсорбируемых молекулах электронной плотности, в частности, от наличия я-связей и неподеленных электронных пар. Различие в валентных состояниях атомов углерода в таких адсорбентах, как, например, графит, с одной стороны, и насыщенные углеводороды — с другой, сказывается на адсорбции незначительно, хотя и может быть выявлено в некоторых системах (подробнее см. разд. 1 гл. П и рис. 11,12) [90, 91]. [c.22]

Дополнительной обработкой можно сильно изменить химический состав поверхности саж, а также их адсорбционные и адгезионные свойства в двух противоположных направлениях, как в сторону гидрофили-зации, так и в сторону гидрофобизации. Во многих работах [46, 47, 72, 83, 98-105] показано, что к гидрофилизации поверхности приводит окисление в газовой и особенно в жидкой среде. Окисление в газовой среде, на воздухе и в кислороде, при повышенных температурах приводит к резкому увеличению удельной поверхности сажи за счет частичного выгорания углерода и образования пор. Однако концентрация окислов па единице образующейся повер ности, по-видимому, существенно не увеличивается [100]. Непродолжительное окисление в таких жидких средах, как растворы перекиси водорода, гипохлорита натрия, марганцевокислого калия, азотной и серной кислот и в растворах других сильных окислителей, наоборот, не изменяя существенно величину поверхности, приводит к резкому увеличению поверхностной концентрации функциональных групп. Это значительно увеличивает адсорбцию на такой поверхности молекул, относящихся к группам В ш В [46, 47] (рис. П,4). Такая сажа становится настолько гидрофильной, что диспергируется в воде без внесения смачивателей [99, 100]. [c.44]

Хорошо известны трудности исследования химической природы поверхности твердых тел, особенно оптически непрозрачных. Химические методы идентификации поверхностных функциональных групп (ПФГ) наиболее чувствительны к изменению характера пористости и величины поверхности адсорбента [1, 2]. Каталитические свойства последнего часто влияют на результаты количественного определения ПФГ. Например, представляется вероятным, что приводимые в работах Киселева с сотр. [3] данные о количестве кислорода (17,8%), связанного с поверхностью ухтинской канальной сажи (удельная поверхность 150 м г), аномально завышены именно по этой причине. Формальный расчет, выполненный при грубых, но разумных предпосылках (радиус иона принят минимальным при упаковке не учитывается доля поверхности, на которую пе проектируется кислород силы отталкивания не учитываются), показывает, что 17,8% соответствует 310м7г, что в 2 раза больше величины удельной поверхности. [c.35]

Активные угли обычно содержат заметные количества водорода и кислорода. Водород может быть связан с концевыми углеродными атомами ароматических колец, либо входить в состав функциональных групп. В некоторых активных углях, в состав которых входит 0,24—2,25% кислорода, содержание водорода может в несколько раз превышать содержание кислорода [70] Киплинг и Шутер [85] полагают, что адсорбция паров иода, например, осуществляется только на тех местах сажи сферон-6, которые связаны с атомами водорода, а на окисленных участках, по их мнению, иод не адсорбируется совершенно. [c.48]

Влияние кислородсодержащих поверхностных функциональных групп активного угля на адсорбцию из растворов более или менее систематически исследовано только для адсорбции электролитов, т. е. тогда, когда причиной адсорбции являются ионообменные или электрохимические процессы [86, 92, 98, 100, 114— 119]. Гораздо меньше работ посвящено исследованию степени участия поверхностных групп в адсорбции органических соединений — неэлектролитов или слабых электролитов на углеродных сорбентах. А. В. Киселев, Н. В. Ковалева и В. В. Хопина [120] обнаружили, что циклогексан, бензол, толуол и нафталин адсорбируются на окисленных сажах и углях из растворов в гептане сильнее, чем на сажах и углях, освобожденных от окислов прокаливанием при высокой температуре. Увеличение адсорбции они считали следствием взаимодействия л-электронных систем ароматических ядер с сильно протонизированным водородом поверхностных функциональных групп. [c.50]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология