Закономерности взаимодействия полимеров с жидкостями

Полимеры находят все большее применение в качестве сорбентов, т. е. материалов, поглощающих, или сорбирующих ионы и молекулы различных веществ из разных сред. Это, в частности, разнообразные ионообменные смолы, а также полимерные сорбенты, не содержащие ионогенных групп, применяющиеся в гель-хроматографии. Процессы сорбции играют большую роль при взаимодействии полимерных волокон с различными реагентами и красителями, в процессе газо- и паропроницаемости полимерных материалов и т. д. Поэтому целесообразно рассмотреть особенности полимерных сорбентов, в том числе ионообменных смол, закономерности формирования пористой структуры полимеров и методы ее оценки, механизм сорбции низкомолекулярных жидкостей и паров на полимерах. [c.492]

Один из основателей коллоидной химии в нашей стране. Организовал (1904) в Киеве первую в России лабораторию коллоидной химии. Использовал физические методы исследоваиия для изучения дисперсных систем. Впервые осуществил (1907) идею применения ультрацентрифугирования для определения размера коллоидных частиц. Исследовал условия образования и осаждения коллоидных растворов. Изучал свойства лио-фильных дисперсных систем. Выявил общие закономерности взаимодействия полимеров с жидкостями и изучил механизм этого процесса. Разработал новые методы количественного определения связанной воды и общие принципы лиофилизации дисперсных систем. Объяснил влияние связанной воды на диэлектрические свойства дисперсных систем. [c.178]

Насыщение сухой древесины гигроскопической влагой подчиняется общим закономерностям взаимодействия полимеров с парами низкомолекулярных жидкостей. При поглощении гигроскопической влаги наблюда- [c.261]

ЗАКОНОМЕРНОСТИ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ПОЛИМЕРОВ С ЖИДКОСТЯМИ [c.6]

Растворение пластификаторов в полимерах чаще всего подчиняется общим закономерностям, действительным для смешивающихся жидкостей. Эти закономерности определяются как силами взаимодействия между молекулами пластификатора и полимера, приводящими к энергетическим изменениям системы, так и силами диффузии, выражающимися в изменении энтропии при смешении. [c.142]

Наблюдаемые закономерности объясняются специфическими особенностями стеклообразного состояния, приближающими высокомолекулярные стекла к обычным твердым телам. В стеклообразном состоянии цепи практически жесткие и часто упакованы менее плотно по сравнению с равновесной упаковкой (глава Vni). В этом случае расстояния между звеньями соседних молекул больше, чем расстояния между молекулами жидкости, в которой полимер растворяется. (Следовательно, энергия взаимодействия между звеньями соседних цепей меньще, чем между молекулами растворителя ( 22< ii)- Примем, что плотность упаковки молекул в растворе равна плотности упаковки низкомолекулярной жидкости, тогда при растворении полимера в гидрированном мономере Еп Е . Согласно урав- [c.369]

Было решено, что целесообразно не касаться непосредственно технологии отдельных производств, а выделить только те процессы, которые связаны со взаимодействием целлюлозы с водой. При этом сделана попытка истолкования наблюдаемых явлений е позиции тех представлений, которые характерны для современного состояния науки о полимерных системах вообще. В этих целях основному материалу книги предпослана глава об общих закономерностях поглощения жидкостей и их паров полимерами. Далее следуют две главы, посвященные непосредственно теоретическим вопросам поглощения воды целлюлозой из паровой и жидкой фаз. В главах, относящихся к прикладным аспектам проблемы взаимодействия воды с целлюлозой, рассмотрены с указанных позиций такие вопросы, как активация целлюлозы при ее химической переработке, механизм образования межволоконных связей при формовании бумаги, деформационные свойства целлюлозных материалов, процессы сушки и придания водоустойчивости этим материалам и некото- [c.7]

Материалы, приведенные в предыдущих главах, свидетельствуют о том, что наиболее правильным подходом к объяснению разнообразных явлений взаимодействия воды с целлюлозой служит представление о подчиняе-мости этой системы тем закономерностям, которые характерны вообще для любой системы полимер — низкомолекулярная жидкость. Если полимер закристаллизован, то взаимодействие с низкомолекулярной жидкостью (ее парами) происходит лишь на поверхности кристаллитов. При этом, естественно, имеется в виду тот случай, когда низ.комолекулярная жидкость не является растворителем для кристаллического полимера в заданной области температур. Аморфные полимеры взаимодействуют с низкомолекулярной, ограниченно совмещающейся с ними жидкостью уже не по принципу поверхностной адсорбции, как у кристаллических полиме ров, а с образованием молекулярных растворов, т. е. по принципу истинной абсорбции. Первичным актом здесь является, вероятно, сорбция на поверхности, но далее происходит установление полного равновесия, при котором молекулы низкомолекулярного вещества оказываются равномерно распределенными во всем объеме аморфного полимера. [c.223]

Одними из базовых характеристик любых адсорбентов являются их удельная поверхность и пористость. Оценка удельной поверхности по уравнению БЭТ [6] на основании адсорбционных измерений справедлива только в тех случаях, когда взаимодействие паров адсорбтива и адсорбента не приводит к изменению структуры последнего. Так как рассматриваемые ФА являются природными полимерами, следует считаться не только с поверхностными явлениями или с конденсацией паров жидкости в порах, но и с более сложными процессами набухания полимера в парах и, следовательно, с изменением структуры адсорбента в ходе адсорбционных процессов [7, 8]. Если исследовать систему полярный адсорбент-неполярный адсорбтив, то ФА можно рассматривать как инертные адсорбенты по отношению к адсорбируемому веществу. К такой системе можно применять те закономерности, которые в настоящее время достаточно полно выявлены и количественно интерпретированы в области адсорбции и капиллярной конденсации на твердых инертных телах. [c.78]

С другой стороны, очень часто изделия из полимерных материалов в процессе эксплуатации соприкасаются с различными жидкими средами (бензином, маслом, водой и т. д.). В этих случаях важно, чтобы изделия не взаимодействовали с этими средами. Очевидно, для решелия вопроса о том, в какой жидкости данный полимер растворяется и по отношению к какой жидкости он устойчив, следует хорошо знать закономерности взаимодействия полимеров с низкомолекулярными жидкостями, т. е. теорию растворов высокомолекулярных соединений, [c.296]

Следует иметь в виду, что представления о структуре материала основаны на закономерностях взаимодействия компонентов данного материала. В коллоидной химии изучаются составы, имеющие два основных компонента, точнее, две фазы дисперсную фазу (чаще всего в виде мелких твердых частиц) и дисперсионную среду (обычно жидкость, содержащую различные растворенные вещества). Состав системы определяет величину сил, действующих между частицами (так как от него зависят потенциал и толщина двойного слоя, а также толщина и состояние адсорбционного слоя поверхностно-активного вещества или полимера). Межчастичные силы и концентрация частиц, а часто и предыстория определяют, в свою очередь, структуру дисперсной системы и, следовательно, ее реологические свойства, поэтому, приступая к изучению реологических свойств, необходимо хотя бы в общих чертах познако- [c.151]

Рассмотренные общие представления о влиянии деформационных факторов на закономерности смачивания субстратов существенны для термодинамики образования адгезионных соединений. В реальных случаях деформация субстрата заметно изменяет величину краевого угла при его смачивании жидкостью. Так, деформация полиэфиримида [118] на 30% уменьшает значения 0 при взаимодействии полимера с водой на 5,5°, при смачивании менее полярными жидкостями с а, = 61-62 мН/м-почти на 7° (рис. 10), а 20%-ная деформация приводит к росту прочности клеевых соединений, полученных с помощью полиэфирно-эпоксидного и полиэфир-циануратного адгезивов, соответственно на 20 и 15% (рис. И). [c.31]

Сольволитический метод оценки эффективности адгезионного взаимодействия полимеров предполагает необходимость изучения закономерностей поведения соответствующих систем в жидких средах-инертных и активных. В больщинстве случаев такое воздействие приводит к уменьщению прочности адгезионных соединений, что иллюстрируется данными табл. 4. В основе этого эффекта лежат две причины - снижение когезионных характеристик переходных слоев полимеров вследствие либо воздействия ад-сорбционно-активных сред [306], либо пластифицирующего действия молекул диффузантов [307], а также ослабление межфазных связей благодаря расклинивающему влиянию слоя жидкости и установлению адсорбционно-десорбционного равновесия на границе раздела фаз [308]. Первая группа факторов определяет влияние органических жидкостей, вторая-воды. Нетрудно показать, что общей причиной в данном случае является снижение межфазной поверхностной энергии а,,. В работе [309] предложена экспоненциальная связь этого параметра с долговечностью полимера I и его прочностью при растяжении Р [c.74]

Исключительно плодотворным для Р х оказалось применение разработанного в 1960 метода имнугьсного радио гиза. Были идентифицированы мн короткоживущие промежут. частицы радиац -хим превращений и исследованы их св-ва, в т ч установлено образование сольватированных электронов при радиолизе жидкостей и определены времена сольватации электронов Совр теоретическую Р. х характеризует углубленное исследование механизма возникновения нестабильных хим продуктов в зависимости от природы излучения, мощности дозы излучения и др параметров Для ряда систем разработаны теоретич модети хим взаимодействия ионизирующего излучения с в-вом Установлены осн закономерности радиолнтич превращений в Гс зах, воде и водных р-рах, неорг в-вах, замороженных системах, полимерах Эти сведения позволяют обьяснть, а иногда н предвидеть пути протекания радиац -хим процессов в разнообразных системах. [c.150]

Пример экспериментальной диаграммы растворимости гомополимера в низкомолекулярном растворителе приведен на рис. 4.15. Из этой и подобных ей диаграмм видно, что диаграммы растворимости полимеров в низкомолекулярных растворителях подобны диаграммам растворимости низкомолекулярных жидкостей, имеющих тенденцию к расслоению при низких температурах, с тем отличием, что при повышении температуры, когда полимерные мЬлекулы, набухая, превращаются из шарообразных клубков в стержни , в такой системе стержней наблюдается, с увеличением концентрации, переход от изотропного раствора к нематическому жидкому кристаллу. В разделе 4.1 мы видели, что даже отдельные молекулы гомополимера в растворителе (этот случай соответствует прямой с = О на диаграмме рис. 4.15) с изменением температуры сильно меняют свою конформацию. Вытянутый стержнеобразный клубок, существующий в растворе гомопо-лимера при относительно высЬких температурах, с ПЬнижением температуры переходит в шарообразный гауссов клубок из невзаимодействующих сегментов, а при понижении температуры ниже 0-точки начинает сжиматься и затем коллапсирует, превращаясь в компактную глобулу. Эти сложные изменения конфигурации полимерной молекулы сохраняются и в слабо концентрированных растворах полимеров. С увеличением концентрации раствора, когда отдельные молекулы полимера начинают взаимодействовать друг с другом, положение становится еще более сложным. Современная теория (см., например, [2, 14]) всю сложную картину изменения конформации взаимодействующих молекул в растворе полимера описывает приближенно, качественно, однако и при таком рассмотрении выявляется ряд характерных особенностей, присущих диаграммам растворимости гомополимеров в низкомолекулярных растворителях. Ниже мы кратко рассмотрим некоторые из основных закономерностей. [c.86]

Работы по молекулярной динамике полимеров можно разделить на две группы. К первой группе относятся работы, в которых изучают простые модели, сходные с моделями, используемыми в молекулярной динамике ниэкомолекулярных жидкостей. Ло цепи, составленные из частиц, связанных либо упругими, либо жесткими связями. Для описания взаимодействия частиц цепей с частицами растворителя применяют, как правило, те же потенциалы, что и в динамике простых жидкостей модель жестких сфер, потенциал Леннарда - Джонса (V.2), (ехр (—6)] = потенциал и т. п. Работы этой группы можно рассматривать как своего рода экспериментальные исследования модельных систем, результаты которых могут служить основанием и проверкой приближенных аналитических теорий, для установления закономерностей поведения достаточно широкого класса объектов. В работах рассматриваемой группы на простых объектах решаются различные методические проблемы молекулярной динамики полимеров, отрабатываются и со-поставляж>тся различные алгоритмы численного моделирования. [c.106]

Формирование контакта жидких адгезивов с подложкой имеет большое значение в практике склеивания, нанесения покрытий, создания различных адгезионных соединений. В первую очередь следует рассмотреть случай растекания полимеров (в виде растворов, расплавов) по гладким твердым поверхностям. Необходимо отметить, что закономерности растекания жидкостей, и в частности полимерных адгезивов, изучены недостаточно. В работе [15] развита теория самопроизвольного растекания жидкости по твердой поверхности, в основе которой лежит анализ сил взаимодействия, возникаюших в системе капля — подложка вблизи линии контакта. От соотношения межмолекулярных сил жидкость — жидкость и жидкость — твердое тело и от угла смачивания зависит направление течения жидкости. [c.73]

Активность жидкой среды ограничивается вязкостью. Существенное влияние вязкости жидкой среды на эффективность ее взаимодействия с деформируемым полимером признается большинством исследователей [12, 15, 63]. Известные [66] закономерности, связывающие разрыхление структуры полимеров с вязкостью среды, наиболее логично сочетаются с ликвокинетическим подходом. Силы вязкости препятствуют продвижению жидкости в полости микродефектов и снижают скорость роста микротрещин при Ьрочих равных условиях тем больше, чем выше скорость деформации. Так как поглощение жидкости пленкой,,измеряемое в макроскопическом эксперименте, есть результат внедрения жидкости в структуру полимера на первом этапе и выдавливания ее на втором этапе (см. разд. 1.1), то увеличение вязкости жидкой среды при сохранении движущей силы процесса приводит к увеличению объема поглощенной жидкости (см. рис. 1.31). [c.53]

Вместе с тем возможности привлечения правила Антонова для оценки закономерностей адгезионного взаимодействия не могут считаться исчерпанными. В качестве примера назовем подход, развитый в работе [132]. Подстановка уравнений (75) и (76) в (66) для > ст, и < а, приводит к соответствуюшим простым выражениям = 2а, и = 2аСправедливость этих зависимостей следует из линейности связи между поверхностным натяжением жидкостей, смачивающих различные полимеры, и работой адгезии, рассчитанной по уравнению (67) точка перегиба этих прямых отвечает условию = ст, . Отсюда следует вывод, что адгезионное взаимодействие веществ и когезионное взаимодействие в фазе компонента с минимальной когезией равны. Если обе контактирующие фазы представляют собой полимеры, то их поведение не подчиняется правилу Антонова [133]. [c.36]

В отличие от ионных кристаллов [389] и низкомолекулярных жидкостей [390-392] для высокомолекулярных соединений характерны заметные различия в свойствах объема, граничного и переходного слоев, когда аномалии вязкости наблюдали на расстоянии до 500 мкм от твердой поверхности [393]. Развитие инструментальной техники позволяет выявить ряд более тонких деталей. Например, в случае жидких полидиметилсилоксанов с вязкостью (0,05-г"20,0)-м /с и узким молекулярно-массовым распределением, нанесенных на полированную стальную подложку, резкое снижение вязкости наблюдается в слоях, расположенных на расстоянии 0,2-0,3 мкм от твердой поверхности. В слоях толщиной до 1,5-2,0 мкм вязкость на 30-40% превышает объемное значение [394]. Подобные закономерности связывают с жесткостью макромолекул и межмолекулярным взаимодействием между ними, различая не менее трех профилей скоростей течения полимерной жидкости одного состава в зависимости от величины энергии ее когезии [395]. Отсюда ясно, что роль твердого субстрата зависит от молекулярной массы полимера. Коэн и Рейч методом двойного лучепреломления недавно оценили роль этого фактора [396]. Для низкомолекулярного полистирола (М = 800) упорядочивающее влияние стеклянной поверхности простирается не далее 1 мкм, тогда как с ростом молекулярной массы до 10 это расстояние увеличивается не менее, чем на порядок. Исследование аномалий вязкости растворов полимеров, протекающих через пористые среды, позволило показать, что влияние твердой поверхности распространяется на расстояние, меньшее характеристического линейного размера слоя [397]. [c.90]

Соответственно этим температурам вязкость копцептрированнных ]>ас-творов сильно различается для разных растворителей. Наименьшая вязкость наблюдается у ацетоновых растворов. Интересно сопоставить критические температуры смешения для гомологического ряда кетонов ацетон (—100° С), метилэтилкетон (20° С) и метилпропилкетон (120° С). Увеличение неполярного радикала приводит к уменьшению взаимодействия растворитель — полярные группы полимера и соответственно к увеличенив> вероятности структурирования макромолекул в растворе. Это общая закономерность для растворяющей способности жидкостей. Старое эмпирическое правило подобное растворяется в подобном — отражает именно эту особенность в энергии взаимодействия между полярными группами растворителя и растворяемого вощестпа. Для полимеров, содерн ащих различные по полярности группы, очевидно, необходим подбор таких растворителей, которые имеют известный баланс между радикалами, [c.91]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология