Полиэтилен растворимость газов

Рис. 4. Влияние содержания аморфной фазы иа растворимость газов в полиэтилене

Исследование газопроницаемости пленок полимеров, находящихся в равновесии с сорбированными парами, показало, что при сорбции паров СеНи и U полиэтиленом низкой плотности наблюдается значительное повышение проницаемости полиэтиленовых пленок по отношению к азоту и кислороду . При этом значение коэффициентов газопроницаемости Р полиэтилена линейно возрастает с увеличением весовой концентрации сорбированного гексана, а значение энергии активации Ер остается приблизительно постоянным. Изменение значений Р обусловлено ростом коэффициента диффузии D, в то время как коэффициент растворимости газов а при сорбции пленкой органических растворителей существенно не изменяется. В системе гидрат целлюлозы — вода значение Р для О2 и N2 и в особенности для СО2 быстро возрастает с увеличением относительного давления паров воды. График зависимости Р для Oj от весовой концентрации воды в гидрате целлюлозы имеет два линейных отрезка, пересекающиеся в точке, отвечающей относительной влажности, равной 74%. На значения Р полиэтилена для О2, N2, СО2 относительная влажность газов не влияет. Предполагается, что сорбция паров воды не влияет на содержание кристаллической части и набухание происходит только в аморфных областях полимеров. Газопроницаемость смеси газов часто зависит от высокой растворимости одного из входящих в смесь газов. Так, исследование полиэтилена по отношению к смеси этана с бутаном показало что проницаемость смеси увеличивается с ростом концентрации бутана по сравнению с расчетной (по исходным коэффициентам Р) [c.172]

Соотношение между плотностью полиэтилена и его проницаемостью для газов показано в табл. 2. Уменьшение проницаемости, наблюдаемое для полимеров высокой плотности, связано со снижением растворимости газа в таких продуктах. По той же причине склонность полиэтиленов большего удельного веса к набуханию во многих жидкостях ниже, чем для полимеров меньшей плотности. Следует отметить, что проницаемость полипропилена [c.93]

Растворимость газов в органических твердых веществах при комнатных температурах очень низкая, и обычно не превышает 0,2 6. Растворимость водяного пара изменяется в широких пределах от очень низких значений в гидрофобных полимерах, например в полиэтилене (рис. 9), до очень высоких значений в гидрофильных полиме- [c.217]

В общем случае проникновение является сложным процессом, включающим в себя одновременно растворение и диффузию. Растворимость газа в полимере часто определяет скорость его прохождения через образец. Например, вода проникает через полиэтилен крайне медленно, а метилбромид, являющийся частично растворителем для полиэтилена, проходит в 10 раз быстрее. Химическая природа полимера определяет скорость проникновения через него различных газов и паров, например вода очень медленно проходит через полиэтилен, а через целлофан проходит в 100 раз быстрее, вследствие того что ее растворимость в последнем полимере составляет примерно 10%. [c.190]

Значения коэффициентов растворимости газов в пластмассах определяются не столько химической природой полимера, сколько химической природой газа. Коэффициент растворимости Не, N2 и Ог в аморфном полиэтилене при 20 °С составляет соответственно 0,12 0,41 и 0,77 МПа . Растворимость газов в полимерах повышается с увеличением критической температуры [c.105]

Характер надмолекулярных структур, их размеры н взаиморасположение, плотность упаковки молекул в первичных элементах структуры и, наконец, морфология сложных кристаллических образований должны оказывать влияние на величину и характер диффузии и растворимости низкомолекулярных веществ в полимерах. В пачке, являющейся основным элементом надмолекулярной структуры аморфного полимера, обеспечивается более или менее полная параллелизация участков цепных молекул, поэтому можно предположить, что в самой пачке более плотная упаковка молекул, чем в промежутках, отделяющих пачки друг от друга. По аналогии с переносом газов и паров через кристаллические полимеры можно считать, что перенос низкомолекулярных веществ в аморфных полимерах будет происходить преимущественно по границам раздела пачек. В результате огибания пачек молекулами диффундирующего низкомолекулярного вещества путь молекул в полимере будет возрастать и, следовательно, значение эффективного коэффициента диффузии уменьшается. Диффузия по межпачечным пространствам должна характеризоваться также и меньшей энергией активации, так как в областях между пачками должно наблюдаться уменьшение межмолекулярных сил и плотности энергии когезии, а также повышение конфигурационного набора цепных молекул. Различие в размерах и формах кристаллических образований сказывается на изменении ряда физических свойств полимеров, в том числе и на процессах переноса низкомолекулярных веществ в полимерах. Так, было показано, что на коэффициенты диффузии низкомолекулярных углеводородов и некоторых постоянных газов в полиэтилене влияют термическая обработка и предыстория образцов полиэтилена, что связано с изменением их кристаллической структуры 2. [c.155]

МОСТЬ скорее всего носит дырочный или электронный характер. Возникающие при облучении т закс-виниленовые связи по отношению к электропроводящим частицам могут играть роль ловушек [56]. Электрическая прочность полиэтилена, сшитого под действием электронов (4 Мэе), не снижается при увеличении температуры до уровня, определяемого теорией характеристической электрической прочности [57]. Это объясняется, по-видимому, стабильностью сетчатой структуры. Радиационное сшивание уменьшает проницаемость полиэтилена для кислорода, азота, углекислого газа и бромистого метила [58], что объясняется снижением коэффициента диффузии. Коэффициент диффузии водяных паров в полиэтилене снижается при радиационном сшивании, однако проницаемость сильно возрастает благодаря увеличению растворимости воды в полиэтилене [59]. Было установлено, что для облученного полиэтилена коэффициенты проницаемости и растворимости в нем различных органических жидкостей при низких температурах выше, а при высоких ниже, чем для исходного полиэтилена [60]. Более высокие растворимость и проницаемость при низких температурах могут быть объяснены разрушением кристаллитов, а пониженные значения этих коэффициентов при высоких температурах — наличием сетчатой структуры. [c.171]

Михаэлис с сотрудниками [295] показали, что растворимость паров и газов в полиэтилене заметно повышается после облучения, поскольку при этом увеличивается содержание аморфной фазы и уменьшаются размеры кристаллов. Вместе с тем, в связи с образованием трехмерной сетчатой структуры уменьшаются значения коэффициента диффу- [c.106]

В том случае, когда перемешивание в газовой фазе достаточно для поддержания равновесия у поверхности пленки, присутствие одного газа не влияет на проницаемость другого газа через полимерные мембраны . Чрезвычайно низкая растворимость (менее 0.2%) газов с низкими критическими температурами в органических твердых веществах при обычных температурах обусловливает тот факт, что сорбируемый газ не должен оказывать значительного влияния на свойства полимера и что каждая молекула газа диффундирует независимо от других с очень малым числом взаимных соударений, возможных внутри диффузионной среды. Точно так же водяные пары не влияют на проницаемость газов с низкими критическими температурами в гидрофобных полимерах, например в полиэтилене или полиэтиленгликольтерефталате. так как концентрация сорбированных паров воды слишком мала. [c.254]

В процессе нанесения газопламенным методом полиэтилен претерпевает химические и структурные изменения. Характер этих изменений связан с применяемым горючим газом (ацетилен, водород, городской газ), количествами этих газов в смеси с воздухом или кислородом, размером зерен полиэтилена. Минимальные изменения происходят при применении в качестве горючего газа водорода. Базируясь на характере и общем направлении изменения свойств полиэтилена при газопламенном нанесении (уменьшение в 10 и более раз удлинения при разрыве, повышение температуры перехода в вязко-текучее состояние, уменьшение зависимости предела прочности при растяжении от температуры, отсутствие горизонтальной площадки на кривой зависимости удлинения от нагрузки, повышение твердости, уменьшение паропроницаемости, повышение прозрачности), легко сделать вывод, что основным структурным изменением, претерпеваемым при напылении, является сшивание линейных молекул полиэтилена поперечными связями. Степень структурирования определялась по растворимости в горячем бензоле. [c.292]

Значения коэффициентов диффузии, проницаемости и растворимости паров и газов в облученном полиэтилене определяются условиями облучения, природой полимера, средой, ее давлением и температурой. [c.21]

Растворимость инертных газов в органических твердых веществах при нормальной температуре весьма мала, обычно менее 0,2%. Растворимость водяного пара меняется от очень малых величин в гидрофобных полимерах, таких, как полиэтилен, до весьма больших величин в гидрофильных [c.280]

Брандт [62] отметил, что величины и направления изменений растворимости и диффузии некоторых газов вследствие растяжения полимеров с высокой степенью кристалличности (полиэтилена, найлона и полипропилена) зависят от природы газа и температуры. Поскольку изменения кристалличности при растяжении малы, было высказано предположение, что изменение числа пустот влияет главным образом на величину и температурную зависимость скорости диффузии. Например, при растяжении относительное содержание пустот в полиэтилене уменьшается, а значение Ео увеличивается. В случае найлона и полипропилена относительный рост содержания пустот при растяжении сопровождался понижением значения Ео- Эта зависимость от содержания пустот трактовалась как следствие относительно слабой температурной зависимости скорости диффузии в газовой фазе, содержащейся в пустотах. [c.290]

Что касается влияния диаметра атомов инертного газа на коэффициент растворимости, то оно проявляется по-разному в зависимости от природы полимера. Например, с ростом d коэффициент растворимости в полиэтилене увеличивается, а в полиамиде, наоборот, уменьшается. [c.107]

Для аргона, плохо растворимого в полиэтилене, коэффициент диффузии практически постоянен, поэтому слабое уменьшение Л(Т, Р) с ростом Р вызвано небольшой деформацией матрицы под воздействием давления и связанным с этим уменьшением свободного объема в полимере. Более растворимые газы F4, 2H2F2 и SFe отличаются устойчивым ростом скорости диффузии с повышением концентрации в полимере и этот эффект определяет барическую зависимость скорости проницания А(Т,Р). [c.101]

Другое эмпирическое соотношение, найденное Май-келсом и Бикслером устанавливает связь между растворимостью газа а в аморфном полиэтилене и силовой постоянной потенциального поля e/fe, вычисляемой по [c.43]

Исследование проницаемости пленок из сополимера этилена с дибутилмалеинатом по отношению к Не, Аг и СН4, растянутых на холоду до 500—600%, показало что одноосная вытяжка приводит вначале к незначительному снижению проницаемости и не изменяет кажущейся энергии активации проницаемости до значений растяжения не более 490%). Однако при дальнейшем растяжении в области образования шейки значения проницаемости снижаются, а энергии активации проницаемости возрастают. Авторы предполагают, что растяжение полимера в области образования шейки приводит к ориентации молекул в аморфных областях, это способствует снижению подвижности сегментов и соответственно уменьшению проницаемости. Значительное уменьшение проницаемости полипропиленовых пленок при их ориентации наблюдалось в работе Близкие к указанным результатам были получены Брандто и Бойером Было показано, что коэффициенты диффузии и растворимости газов изменяются при растяжении таких частично кристаллических полимеров, как полиэтилен, полипропилен и найлон. Величина и направление этих изменений зависят от свойств диффундирующего вещества и температуры эксперимента. Ориентация аморфного поливинилбутираля не влияла на коэффициент диффузии. [c.150]

Скорость диффузии и проникания одноатомных газов через полиэтилен, полиамиды и СКС-ЗО уменьшается с увеличением дозы облучения. Снижение значений Р я В связано, по-видимому, с обра-зоварием пространственной сетки полимеров в результате возникновения новых химических связей проницаемость ПТФЭ и ПВХ резко увеличивается, что обусловлено возрастанием, с одной стороны, растворимости газов в пленке, с другой — появлением микродефектности. [c.274]

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]

Обсудим эти результаты, используя представление А Т,Р) в виде уравнения (3,52). Установлено [15], что коэффициент растворимости исследованных газов в полиэтилене. является сильной функцией температуры, но практически не зайисит от давления (до 1,5 МПа), т, е. можно полагать, что о, (7 , Р) = = 01(7, Р-<-0). Экспериментальные значения коэффициента растворимости приведены в табл, 3.7. [c.100]

В процессе физической абсорбции извлечение кислых компонентов газа основано на различной растворимости компонентов газа в абсорбенте. В качестве абсорбентов в этих процессах используют смесь диметиловых эфиров полиэтилен-гликоля (процесс Селиксол ), метанол (процесс Ректизол ), [c.13]

Авторы считают, что влияние радиации на сорбционные свойства полиэтилена объясняется главным образом химическими изменениями в полимере. Влияние этих химических изменений позволяет объяснить изменение растворимости и теплот растворения газов в полиэтилене. Как видно из данных, приведенных в табл. 12, при облучении полиэтилена наблюдается уменьшение коэффициентов диффузии (возрастающее с увеличением размеров диффундирующих молекул) и небольшое увеличение энергий активации диффузии. Предпрлагается, что при облучении полиэтилена происходит пространственно-неравномерное образование поперечных связей, приводящее к возникновению участков полимера с высокой плотностью сшивок. Эти участки вероятно расположены друг от друга на расстояниях, больших, чем протяженность зоны активации В этом случае Ео должна оставаться постоянной, а коэффициенты диффузии [c.105]

Для систем проникающее вещество - мембрана категории III и коэффициент диффузии, и коэффициент растворимости являются функциями концентрации. Критическая температура газов обычно выше 2 00 С. Примерами могут служить пары многих органических веществ (пары бензола, хлороформа, п - ксилола, парафинов с числом углеродных атомов от 5 до 8 и бромистого метила в полиэтилене /18/) или napb i более тяжелых углеводородов и хлороформа в резинах с высокой подвижностью цепи и малыми значениями времени релаксации /19—23/. [c.307]

Чарльзби [1, 2, 3, 4] объяснил изменение физических свойств некоторых полимеров (полиэтилен, нейлон, полистирол, поливиниловый спирт, поливинилхлорид, природная резина, неопрен и гуттаперча) сшиванием молекул полимера при радиолизе. Сшивание происходит в результате отрыва атома водорода от молекулы полиэтилена и рекомбинации получающихся при этом свободных радикалов с образованием новых связей между молекулами. В пользу такого объяснения, по мнению Чарльзби, говорит тот факт, что основную массу газов, выделяющихся при радиолизе полиэтилена, составляет водород возможности образования двойных связей им не рассматриваются. Кроме того, он обнаружил процессы окисления молекул полимера кислородом воздуха, идущие при облучении на поверхности полиэтилена. Заключения Чарльзби о структурных изменениях в полиэтилене основаны на косвенных данных, а именно, на изменении свойств и физических констант полимера после радиолиза (растворимость, точка плавления, плотность, изменение веса и т. д.). [c.196]

Газопроницаемость полимера зависит от его структуры. При этом зависимости I) и 5 от структурных факторов могут быть различными. Исследование сорбции газов полиэтиленом и его проницаемости показало [347], что константа растворимости зависит, главным образом, от степени кристалличности. Диффузия же зависит не только от степени кристалличности, но и от условий роста кристаллитов. Уменьшение проницаемости с увеличением кристалличности объясняется суммарным влиянием уменьшения сечения, по которому проходит поток газа, сопротивлением кристаллитов и ограничением молекулярной подвижности. Упорядоченность структуры полиэтилена (кристалличность) влияет на коэффициент диффузии этана значительно сильнее, чем молекулярный вес, развет-вленность и др. [348]. [c.189]

Так, неполярные газы (На, N3, О2, Не, Аг) обладают незначительной диффузией и растворимостью в таких полярных полимерах, как полиамиды, полиакрилонитрил, ацетали, полисул ьфиды (тиокол) и др. Растворимость же и диффузия полярных газов (аммиак, углекислый газ, сернистый газ, пары воды и др.) в таких полимерах более значительны [125, 278]. Наибольшей газопроницаемостью и сорбцией по отношению к неполярным газам обладают полимеры, не содержащие полярных групп в структуре (силиконы, полиэтилен, полипропилен и др.) к газам противоположной полярности можно отнести такие полимеры, которые обладают более низкими коэффициентами диффузии и растворимости. [c.140]

Этилен может быть получен при крекинге нефти или из этилового спирта. Полимеризацию этилена проводят в автоклавах при температуре 200° и давлении 1500 атм в присутствии следов (0,01%) кислорода, играющего роль катализатора. Полиэтилен с молекулярным весом 15 000 перерабатывают на волокно, продавливая его расплав при температуре 300° через отверстия фильеры диаметром 0,1 мм в среду охлаждающего газа. Сформованное волокно подвергают шестикратной вытяжке на холоду. Волокно может быть получено не только из расплава, но и из раствора, однако ограниченная растворимость полиэтилена в таких растворителях, как бензол или ксилол, требует применения при растворении высоких температур. Формование волокна из расплава имеет значительные преимущества перед методом переработки горячих растворов. Если молекулярный вес полиэтилена равен 6000, то прочность получаемого волокна составляет 4,5 р. км повышение молекулярного веса до 21 ООО приводит к увеличению разрывной длины волокна до 27 км. Волокно из полиэтилена выпускается в Англии под названием курлен. В США волокно из полиэтилена выпускается под названием ривон и вайнен 1. [c.419]