Сорбция среды и набухание полимеров

Физическая сорбция сопровождается набуханием полимера, хемосорбция — растворением или химической реакцией между полимером и средой. [c.71]

Сорбция среды и набухание полимера [c.12]

Сорбция среды и набухание полимеров [c.96]

При сорбции не происходит набухания полимера, то есть жидкая среда заполняет только свободный объем пустот. В таком случае УЬо = Уд и [c.282]

Коррозия полимеров происходит в гетерогенной системе в результате диффузии агрессивная среда проникает в материал, вызывает набухание или химически взаимодействует с полимером часто оба процесса протекают одновременно. Следовательно, химическая стойкость полимеров будет характеризоваться их проницаемостью, т. е. скоростью проникновения в них агрессивной среды. Интенсивность коррозии определяется диффузией реагента (среды) к поверхности пластичного материала, сорбцией реагента (среды) полимером, диффузией реагента (среды) в твердой фазе (полимере), химическими превращениями (реакциями) между сорбированной средой и полимером (химическая сорбция), диффузией продуктов реакции внутри полимера к его [c.67]

Кроме такого, косвенного, подхода к оценке растворяющей способности реакционной среды по отнощению к полимеру существуют прямые методы, заключающиеся в исследовании ряда свойств полимера при контакте с растворителем (сорбция растворителя, набухание, упорядоченность структуры полимера в растворителе и др. [2, 31]). Поскольку молекулярный вес полимера при этом не имеет решающего значения, для исследования могут быть использованы и сравнительно низкомолекулярные полимеры, получение которых обычно не представляет особых трудностей. [c.16]

Наибольший практический интерес представляют жидкие и парообразные среды стабилизирующего типа, использование которых позволяет сохранять капсульную структуру пленок в неизменном виде достаточно длительное время. К этому типу, в первую очередь, относятся жидкости, предельная сорбция которых исследованным полимером не превышает 20%. Стабилизирующее действие таких жидкостей, вызывающее относительно небольшое набухание полимерных пленок, вероятно, обусловлено снижением внутренних напряжений в ориентированном материале оболочек капсул вследствие эффекта пластификации полимера. Однако эти экспериментальные факты требуют еще осмысления, поскольку неясно, почему у одних жидкостей стабилизирующий эффект больше, а у других меньше, почему по-разному влияют жидкости и их насыщенные пары. [c.145]

Если при сорбции полимерными изделиями компонентов агрессивной среды происходит набухание полимера, то в общем случае проявляется два эффекта уменьщение межмолекулярных взаимодействий, способствующих образованию микротрещин в объеме образца и более равномерное распределение напряжений, увеличение гибкости микромолекул и возможное увеличение степени кристалличности полимера. [c.234]

В заключение этого раздела следует отметить, что все описанные выше эффекты, предложенные механизмы и схемы процессов с равным успехом могут быть использованы и для других систем полимер — сорбат, когда в качестве последнего используются полярные низкомолекулярные вещества (спирты, кетоны, кислоты). Например, в [320, 321] описаны эффекты помутнения и непрерывной сорбции и набухания термоэластопластов в метаноле, этаноле и изопропаноле. Во всех этих случаях низкомолекулярные вещества выступали в качестве сорбционных инертных зондов, регистрирующих те химические и фазовые изменения, которые происходят в полимерном сорбенте. Кроме того, сорбционные измерения могут быть использованы для получения информации о константах химических реакций, протекающих в полимерных средах и увеличивающих их сорбционную емкость. Расчеты констант могут быть выполнены с помощью уравнения (6.23). Данная методика наиболее эффективна при низких температурах и небольших степенях окисления полимеров. [c.250]

В процессе эксплуатации покрытия могут испытывать воздействие различных химических агентов кислорода воздуха и других газов, воды, водных растворов кислот, щелочей, солей, растворителей, жидкого топлива, нефтепродуктов, пищевых продуктов и т. д. Воздействие может быть индивидуальным и комплексным с участием одной или многих разнообразных сред. Если сопротивление материала пленки протеканию химических и физических процессов окажется недостаточным, произойдет ее разрущение. Последнее обычно начинается с обратимых физических процессов, которые перерастают в необратимые химические. Так, пролитая на полированном столе вода может вызвать побеление пленки лака. При быстром удалении воды побеление (результат набухания полимера) может исчезнуть, если же вода действует длительно, она может вызвать необратимый процесс гидролиза пленкообразователя, и побеление не исчезнет, несмотря на полное удаление воды. Независимо от характера процессов начальным этапом химического разрушения покрытия являются диффузия и сорбция агрессивных агентов. [c.187]

Ускоряющее действие различных добавок при радиационно-химической ПП часто связывают с набуханием полимера, разрыхлением его структуры и облегчением проникновения молекул мономера в объем полимера [91—95, 105]. Поэтому исследовалось влияние на ПП муравьиной, уксусной и пропионовой кислот, которые вызывают значительно большее, чем спирты или вода, набухание капрона. Если равновесная сорбция АН (t — 22° С,р = )мм рт. ст.) на исходных нитях составляла 4,2%, то на нитях, набухших в парах муравьиной, уксусной и пропионовой кислот, величина М составляла 8 12 и 22% соответственно. Однако, несмотря на значительные количества сорбированного мономера, процесс ПП проходил с малой скоростью предельные величины прививок ПАН на капроновых нитях оказались равными в среде муравьиной кис- [c.65]

Впервые предположение о том, что процесс диффузии низкомолекулярных жидкостей или их паров в полимеры определяется не только проникновением молекул сорбата в поры полимера, но главным образом связан с конформационными перестройками макромолекул, т. е. с релаксационными процессами, сопровождающими процесс диффузии, было высказано П. И. Зубовым [71]. В ранних работах В. Е. Гуля и Б. А. Догадкина [72, 73] рассматривалось изменение релаксационных свойств полимеров в процессе набухания, изменение конформационного набора макромолекул, а также проводилось модельное описание кинетики набухания. Среди экспериментальных исследований в этой области отметим работу [74], в которой изучалось набухание каучуков в ряде растворителей различной полярности. Следует отметить, что конформационные перестройки макромолекул в процессе набухания могут привести к вырождению больших времен релаксации. Эти перестройки могут быть настолько глубокими, что часто вызывают кристаллизацию полимера, и тогда происходит выталкивание растворителя из полимерного образца. Все эти факторы влияют на кинетику процесса сорбции и приводят к своеобразному виду кинетических кривых. [c.215]

Внешний признак процесса сорбции агрессивной среды полимером — увеличение массы и объема. Традиционно скорость этого изменения определяют при разных температуре и концентрации растворов и парциальном давлении паров. Интенсивность сорбции обычно оценивают с помощью кинетических кривых и сорбционных изотерм. Увеличение дефектности устанавливают качественно, проводя повторную сорбцию жидкой среды на тех же образцах после их высушивания. Помимо того что среда, проникающая в полимер, вызывает набухание, возможен также процесс изменения структуры полимера и степени его упорядоченности без ощутимого изменения объема. Для многокомпонентных систем покрытий процесс сорбции может сопровождаться вымыванием отдельных компонентов низкотемпературных пластификаторов и модификаторов, дисперсных наполнителей и др. [c.69]

Кинетика сорбции. С.— гетерогенный многостадийный процесс. В общем случае при адсорбции он включает перенос сорбата из окружающей среды к поверхности образца, миграцию сорбата в порах сорбента, адсорбцию сорбата на поверхности раздела фаз и конденсацию сорбата в капиллярах сорбента. При абсорбции, кроме указанных стадий, происходят также растворение сорбата в поверхностных слоях полимера и диффузия в объем полимера, к-рые сопровождаются изменениями конформации макромолекул и структуры полимера, вызванными его набуханием. [c.230]

Воздействие веществ окружающей среды на отвержденные связующие связано с их сорбцией сетчатым полимером, сопровождающейся физическими (пластифицирование, увеличение объема — набухание, возникновение напряжений вплоть до растрескивания, экстракция растворимых веществ) и химическими эффектами. В нормальных условиях эксплуатации наибольшее значение имеет воздействие влаги и кислорода воздуха. [c.116]

Предполагается, что эти отклонения от закона Фика появляются вследствие различия скоростей изменений структуры полимера, обусловленного напряжениями, возникающими в среде до и после протекания процессов сорбции —диффузии. Напряжения и деформации в исходном полимере являются результатом процессов переработки, тепловой предыстории, условий кристаллизации и механической деформации в процессе проведения эксперимента и т. д. Наибольший интерес в рассматриваемом аспекте представляют напряжения, возникающие в результате набухания образца в процессе сорбции, и явления ползучести, наблюдаемые в процессе установления равновесного набухания Время, требующееся на конфигурационные изменения в эластомерах, при температурах выше их температуры стеклования является очень небольшим по сравнению со скоростью диффузии. Поэтому эти полимеры способны поглощать сорбируемое вещество, не проявляя каких-либо аномальных временных эффектов. [c.232]

При действии механических нагрузок ползучесть полимерных изделий в физически активных средах изменяется по сравнению с ползучестью на воздухе в результате протекания следующих процессов адсорбции компонентов агрессивной среды, приводящей к понижению поверхностной энергии на границе полимер—среда сорбции компонентов агрессивной среды, приводящей к набуханию [c.253]

В книге рассматриваются теоретические и практические аспекты взаимодействия целлюлозных материа лов с водой в паровой и жидкой фазах. В первых трех главах приводится краткий общий анализ поглощения жидкостей полимерами и подробно описываются особенности сорбции воды целлюлозой. В четвертой—шестой главах обсуждаются практические вопросы. относящиеся к активаций целлюлозы в водных средах при ее химической переработке, к набуханию и деформации природных и искусственных волокон и текстильных материалов, к образованию межволоконных связей в бумаге и т. п. [c.2]

Химическая стойкость полимерных пленок - это стабильность эксплуатационных свойств пленок при воздействии сред. Последние могут инициировать в пленках сорбцию компонентов среды, десорбцию из полимерного материала добавок (стабилизаторов, пластификаторов, красителей и т.п.), набухание (т.е. увеличение объема пленки вследствие поглощения среды) вплоть до растворения, изменение физической структуры (степени кристалличности, микропористости и др.) и химическую деструкцию полимера. Эти процессы могут протекать одновременно в любых сочетаниях. Отсюда следует, что для оценки химической стойкости полимерных пленок целесообразно применять несколько методов. Основные из них следующие. [c.24]

Начало кривой каждого типа с ростом концентрации может быть связано с повышением сегментальной подвижности, доминирующим над изменением скорости диффузии сорбата. Сорбат пластифицирует полимер, облегчая тем самым сегментальную подвижность и повышая скорости процессов релаксации напряжения. С ростом скорости релаксации среда гораздо быстрее реагирует на напряжения при набухании и может более легко и быстро приспособиться к дальнейшей сорбции. При этом процесс суммарной сорбции — релаксации протекает быстрее, чем процесс диффузии. [c.308]

Набухающие полимеры и пористые полимеры с жестким скелетом. Давно известны многие органические набухающие сорбенты— природные, например крахмал и целлюлоза, и синтетические. Среди последних широкое применение в аналитической практике для препаративного выделения различных ионов и устранения жесткости воды приобрели набухающие в водных растворах полимеры, содержащие функциональные группы, способные к ионному обмену — иониты. В сухом состоянии такие полимеры практически не имеют пор. Если эти полимерные сорбенты содержат полярные функциональные группы, например гидроксильные (целлюлоза, крахмал), амино- (многие аниониты) и сульфогруппы (катиониты), то они сорбируют пары таких полярных веществ, как спирты и особенно вода. Эта сорбция сопровождается набуханием полимера, что проявляется как в увеличении его объема, так и в обширном сорбционном гистерезисе. В отличие от капиллярно-конденсационного гистерезиса в адсорбентах с жестким скелетом, начинающегося при достаточно высоких относительных давлениях пара после обратимой начальной части изотермы адсорбции (см. рис. 3.4, 3.5 и 5.2), сорбционный гистерезис в органических набухающих сорбентах простирается вплоть до относительного давления пара р1ро = 0. [c.112]

Масштабный фактор. Геометрические размеры образца играют большую роль при разрушении полимеров в агрессивных средах. Однако в настоящее время отсутствует единая точка зрения, объясняющая влияние размера образца на его прочность на воздухе, и имеется небольшое количество экспериментальных данных. Как было показано выше (рис. VIII.4), при растяжении полимеров в адсорбционно-активных средах (практически отсутствует набухание) влияние среды уменьшается с толщиной образца и имеется критическая толщина, выше которой среда заметно не влияет на механические свойства. Если происходит сорбция среды полимера, то закономерности являются более сложными. Например, на рис. VIII. 12 приведена зависимость разрывного напряжения Ор круглых образцов полиметилметакрилата разного диаметра от времени предварительной выдержки в спирте. Величина Ор монотонно снижается с увеличением времени контакта со спиртом, при этом наибольшей прочностью обладают образцы с большим диаметром. Если испытания этого полимера проводить непосредственно в этиловом спирте, то различия незначительны, так Ор для образцов диаметром 1, 3 и 16 мм равны 66 и 87 МПа соответственно [32, с. 91]. [c.247]

Чаще имеет место разрушение адгезионных соединений под действием жидких сред. При этом разрушение металлополимерных соединений может наступить вследствие физических превращений полимера (растворение или кристаллизация полимера при набухании) физической или химической сорбции молекул жидкости в зоне адгезионного контакта с образованием полимолекуляр-ного слоя химического разрушения полимера (деструкция макромолекул) или металла (растворение металла), а также химического преобразования металла с возникновением непрочных слоев. Химические изменения полимера и металла могут иметь место при воздействии щелочей, кислот, а в некоторых случаях воды (гидролиз полимеров, гидратация металлов) и некоторых других жидкостей. [c.20]

При тепловой обработке в среде сухого воздуха сорбция иода (йодное число), и дисперсных красителей непрерывно уменьшается по мере увел1ичен.ия продолжительности обработки (т. . структура полимера уплотняется и становится Менее доступной), а (поглощение воды и набухание волокон в воде изменяются незначительно при обработке тех же волокон в с,реде водяного пара сорбция иода, воды и основных красителей, так же как при сухом обогреве, уменьшается сорбция дисперсных красителей и набухание волокон возрастают. Относительное удлинение (при обработке в диапазоне ПО—150 °С) увеличивается. [c.141]

Наиболее изучено напряженное состояние полимеров при диффузии в них жидких сред. Полученные решения основываются на допущениях, что деформации этих материалов являются упругими, а сорбция и перенос жидкой среды подчинены уравнению Фика, что не всегда верно. При этих допущениях напряжение ст аб и деформация бнаб (при набухании) рассчитываются из уравнений [c.51]