Сорбция газов полимерами

Жидкости или пары, с которыми полимер взаимодействует, называют неинертными.. Жидкости или пары, с которыми полимер не взаимодействует, называют инертными. При изучении сорбции инертных паров, жидкостей и газов полимерами (сорбция паров инертных жидкостей подчиняется тем же законам, что и сорбция газов) -можно предположить, что в этом случае полимер не изменяет своей структуры в процессе сорбции. Это дает возможиость использовать для расчета величины сорбции и характеристики сорбционной способности полимеров уравнения, выведенные для жестких сорбентов, таких, как активированный уголь, силикагель и др. [c.140]

Увеличение степени сшивания сетчатых полимеров обычно влечет за собой уменьшение проницаемости пленок и их сорбции газов и жидкостей [31, с. 92]. Однако в случае сорбции кислорода повышение степени сшивания прн уменьшении молекулярной массы исходной эпоксидной смолы, отвержденной фосфорной кислотой, приводит к росту сорбции [32]. Это обусловлено увеличением числа непрореагировавших эпоксидных групп, которые в данных полимерах окисляются наиболее легко. [c.182]

Применяя к процессу сорбции газа полимером уравнение Генри о растворимости газов, можно получить с = ор, где с — концентрация, р — давление газа, а — коэффициент. [c.146]

Многочисленные источники возможного загрязнения газов можно разделить на две основные группы взаимодействие газов с поверхностью твердых тел, ограничивающих объем газа, и негерметичность системы. При соприкосновении газа с поверхностью твердого тела имеют место два противоположных процесса — поглощение газа (сорбция, адсорбция) и газовыделение (десорбция с поверхности, диффузия газа из объема твердого тела, сквозная диффузия из окружающей среды). Так, например, наблюдается заметная диффузия Не, Нг, Ne, Аг, Ог через стекло. Скорость ее зависит от перепада давления. Водород хорошо диффундирует через нагретые палладий, сталь. Легко проницаемы для газов полимеры. Поэтому для снижения роли различного рода загрязняющих процессов необходимо правильно выбирать материалы для систем хранения газов и использовать необходимые в каждом конкретном случае приемы обработки поверхности, контактирующей с газом (шлифовка, полировка, покрытия различного рода, термообработка и т.п.). [c.918]

СОРБЦИЯ ГАЗОВ ПОЛИМЕРАМИ [c.520]

По нашему мнению, возможно следующее объяснение этого факта, для которого необходимо привлечь данные по кинетике пенообразования, показывающие, как изменяется кратность вспенивания и температура композиции в процессе вспенивания пенопласта ФЛ-1 (рис. 4.19). Как видно из рисунка, выделение водорода в данной системе начинается уже при комнатной температуре, однако начало подъема пены наступает при температуре композиции около 50 °С. В течение последующих 60 с (участок, 4В) скорость пенообразования постоянна, что объясняется постоянной скоростью подъема температуры (до точки В). В результате на участке АВ устанавливается динамическое газовое равновесие между сорбцией газа полимером и десорбцией газа [c.176]

АКТИВИРОВАННЫЙ УГОЛЬ-уголь с чрезвычайно развитой микро- и макропористостью (размеры микропрр составляют от 10 — 20 до 1000 А). Существует два типа А. у. Первый тип применяют для сорбции газов и паров имеет большое количество микропор, обусловливающих сильную адсорбционную способность. Второй тип используют для сорбции растворенных веществ. Оба типа А. у. должны иметь большую легко доступную внутреннюю поверхность пор. А. у. изготовляют в две стадии. 1) Выжигают древесину, скорлупу орехов, косточки плодов, кости животных при температуре 170—400° С без доступа воздуха, чем достигают удаления воды из исходного органического вещества, метилового спирта, уксусной кислоты, смолообразных веществ и других, а также развития пористой поверхности. 2) Полученный уголь-сырец активируют, удаляя из пор продукты сухой перегонки и развивая поверхность угля. Это достигается действием газов-окислителей, перегретым водяным паром или диоксидом углерода при температуре 800—900° С или предварительным пропитыванием угля-сырца активирующими примесями (хлоридом цинка, сульфидом калия), дальнейшим прокаливанием и промыванием водой. До-стагочно тонкопористый А. у. можно получить термическим разложением некоторых полимеров, например, поли-винилиденхлорида (сарановые угли). А. у. применяют для разделения газовой смеси, в противогазах, как носитель катализаторов, в газовой хроматографии, для очистки растворов, сахарных соков, воды, в медицине для поглощения газов и различных вредных веществ при кишечно-желудочных заболеваниях. [c.13]

СОРБЦИЯ ГАЗОВ И ПАРОВ ПОЛИМЕРАМИ [c.42]

Баррер применил методы расчета сорбционных изотерм, разработанные в статистической термодинамике для систем полимер — мономер, к системам полимер — газ. Теоретически вычисленные изотермы сорбции газов в эластомерах при температурах выше критической температуры газов показали хорошее совпадение с экспериментальными результатами. Для низких и средних давлений газов (при условии применимости к системе закона Генри) Баррер предложил уравнение [c.44]

Зависимость сорбции газов и паров J полимерах от концентрации (давления) [c.49]

Влияние наполнителя на коэффициент сорбции газа удобно оценивать с помощью коэффициента нормальной сорбции, подразумевая под ним объем (см ) газа (при 0°С и 760 мм рт. ст.), растворенного при давлении 760 мм рт. ст. в полимерной фазе 1 см наполненного вулканизата. При этом условно считают, что свойства полимера в наполненном и ненаполненном полимере одинаковы. Таким образом, нормальная сорбция полимера, содержащего 20 объемн. % наполнителя, равна 0,8 ст (где а — растворимость газа в полимере). Фактически определяемые коэффициенты сорбции могут быть больше или меньше коэффициентов нормальной сорбции. Так, для системы СКВ — газовая сажа характерно более низкое, а для системы СКВ — мел значительно более высокое значение коэффициентов сорбции по сравнению с нормальными (рис. 38). [c.191]

Уменьшение коэффициентов диффузии при введении наполнителей в полимеры может быть обусловлено не только чисто геометрическими причинами — огибанием молекулами газа частиц наполнителя, но и факторами, зависящими от взаимодействия полимера с наполнителем. Действительно, сорбция молекул полимера на поверхности частиц активного наполнителя способствует понижению числа возможных конформаций молекул 2, что приводит к уменьшению гибкости цепных молекул полимера и соответственно к снижению скорости переноса молекул газа [c.198]

Уравнения (3) и (5) могут быть использованы при условии не зависимости коэффициентов диффузии и сорбции от градиента давления. Этому условию удовлетворяют процессы диффузии V. сорбции газов, обладающих малой растворимостью и химической инертностью по отношению к полимерам. Экспериментальной про верной уравнений установлено, что постоянная Р в этом случае [c.488]

Сложнее обстоит дело с терминами сорбция , набухание , растворимость , растворение . Вероятно, правильнее говорить о сорбции. полимером (объемной или поверхностной) других веществ, например сорбция газов (паров) полимером, в том случае, когда полимер можно характеризовать как плотный сорбент и его свойства практически не изменяются или изменяются несущественно. Термин набухание связан с потерей или изменением свойств полимера как конденсированной системы (резкое изменение свойств материала, например, с растворением поверхностных слоев, заметным изменением геометрических размеров и т. д.). Термины растворение , растворимость характеризуют способность полимерного материала переходить в раствор. [c.10]

Сорбционно-десорбционный метод состоит в изучении кинетики сорбции газа или пара образцом полимера в изобарно-изотер-" мических условиях. Это всегда можно сделать при определении коэффициента сорбции (см. стр. 496). [c.524]

Таким образом, говоря о процессах переноса низкомолекулярных веществ в полимерах, можно характеризовать их коэффициентами проницаемости полимера по газу (пару) диффузии газа (пара) в полимере сорбции газа (пара) полимером. [c.11]

При сорбции газов и растворителей эластомерами и аморфными полимерами выше можно предположить преобладание процесса объемной сорбции. Для застеклованных полимеров достаточно типичны процессы поверхностной сорбции. Но это, конечно, крайние случаи, в зависимости от конкретной системы возможны различные соотношения двух указанных механизмов [28]. [c.21]

Как известно, полимеры в технике используются в качестве сорбентов для газов, паров жидкостей и самих жидкостей. Изучение процессов сорбции на полимерах является одним из важнейших методов исследования их структуры и свойств. [c.139]

На основании формального подобия законов переноса вещества, энергии или заряда в результате градиента концентраций, темп-р или электрич. потенциала приведенное соотношение можно использовать для расчета коэфф. теплопроводности и газопроницаемости в зависимости от значения этих констант для полимера и наполнителя и объемной доли последнего. Для коэфф. газопроницаемости ур-ние справедливо лишь в том случае, когда сорбция газа подчиняется закону Генри, т. е. прямо пропорциональна давлению газа в окружающей среде. [c.163]

Коэффициенты сорбции газов, критические температуры которых ниже 0°С, характеризуются приблизительно величинами одного порядка. В связи с этим проницаемость полимеров по отношению к данному газу определяется в основном коэффициентом диффузии. Если принять водородопроницаемость каждого полимера за единицу, то проницаемость по отношению к другим газам выразится цифрами, приведенными в табл. 35. [c.498]

Диффузионная проницаемость — это сложный процесс, включающий процессы сорбции газа или пара полимером со стороны образца, с ним соприкасающейся, диффузии атомов или молекул сорбированного вещества через толщу материала и выделения их с противоположной стороны. [c.519]

При сорбции газов, и в особенности паров, они могут конденсироваться в полимере, т. е. менять свое фазовое состояние, превращаясь в жидкость. В ряде случаев сорбированное вещество может в полимере образовывать агрегаты или ассоциаты [1]. [c.522]

При растворении газов в полимерах контакты полимер — полимер и газ — газ заменяются контактами полимер — газ. Этот процесс аналогичен процессу растворения полимеров в низкомолекулярной жидкости (см. гл. 10 и 11). При этом изменяются внутренняя энергия и энтальпия системы, т. е. сорбция газов сопровождается тепловым эффектом (0р АН). [c.522]

Поры —это неизменяемые во времени пустые пространства, обусловленные жесткостью структуры твердых тел (кристаллических или стеклообразных). Поэтому можно говорить об объеме пор. Объем каждой поры определить трудно, однако можно оценить суммарный объем пор сорбента. При сорбции газов или паров пористыми жесткими сорбентами сорбируемые вещества занимают определенный объем пор, который остается неняменным. М. М, Дубининым была предложена следующая классификация пористости активр1ых углей, применимая и к полимерам [c.499]

При сорбции газов или паров сорбентами типа активных углей была предложена следующая классификация их пористости, которая может быть с определенным приближением применима и к полимерам сорбенты с макропорами сорбенты с переходными порами сорбенты с микропорами. Макропоры — это поры с радиусами, превышающими 4-10 см. Суммарный объем мак-ропор составляет 0,2—0,5 см /г. Такие поры хорошо видны в электронный микроскоп. Переходные лоры —это [c.132]

В общем случае различают четыре основных типа изотерм сорбции газов иЛТаров полимерами (рис. 5). Изотерма сорбции I представляет собой линейное соотношение между давлением и концентрацией сорбированного вещества, что характерно для растворения газа при условии подчинимости процесса растворения закону Генри. Линейное соотношение давление — концентрация [c.49]

Растворимость газов и паров в пространственноструктурированных полимерах подробно изучена Фришем и Станнетом з . Для расчета сорбции газов и паров в сшитых полимерах была использована сорбционная изотерма Баррера видоизмененная путем учета свободной энергии при эластическом расширении полимерной сетки в соответствии с теорией Флори Расчеты показали, что для постоянных газов, в частности для N2, О2, а также и для СО2, концентрация поперечных связей существенно не влияет на растворимость. [c.104]

Значение коэффициента растворимости в этом случае определяется не только растворимостью газа в полимерной фазе наполненного вулканизата, но и сорбцией газа не смоченной каучуком поверхностью частиц наполнителя, а также количеством газа, механически оклюдиро-ванного флокулами наполнителя. Поэтому для наполненных полимеров целесообразно вместо коэффициента растворимости употреблять термин коэффициент сорбции , имея в виду общее количество поглощенного газа независимо от механизма его поглощения. [c.191]

Можно предположить, что избыточное поглощение газа наполненными полимерами обусловлено как адсорбционными процессами на поверхности частиц наполнителя, так и механическим захватом пузырьков газа в виде аэрофлокул прилипающих к поверхности частиц, аналогично тому, как это имеет место при флотации Отдельные участки на поверхности частиц наполнителя, например сажи, неравноценны по своей физической и химической природе, что обусловливает различную сорбционную способность этих участков Опыты по сорбции бутена на саже позволили установить, что наибольшее выделение тепла происходит при заполнении лишь 40% поверхности сажевых частиц монослоем молекул бутена Возможность адсорбции газа на участках поверхности частиц наполнителя, не смоченных полимером, подтверждается в некоторых случаях высокой теплотой сорбции газа, зависящей от степени дисперсности наполнителя а также наличием адсорбционно-связанного газа на поверхности минеральных частиц до введения их в полимер В других случаях, например при введении инертных наполнителей — мела или барита, вероятность адсорбции невелика и большие значения коэффициентов сорбции, по-видимому, обусловлены присутствием механически захваченного при изготовлении смеси газа, пузырьки которого сохраняются в резине за счет фиксации ее структуры при вулканизации. Известно, что удаление газов из резиновых смесей в процессе вулканизации или путем предварительного вакуумирования минеральных наполнителей улучшает взаимодействие наполнителя с каучуком и повышает показатели механических свойств резин [c.195]

Процессы сорбции наполненными полимерами тесно связаны с проницаемостью наполненных систем для газов и жидкостей, которая представляет собой сложный процесс, включающий и сорбцию. Модельные представления о проницаемости наполненных полимеров были развиты Нилсеном [70]. [c.46]

Процессы поглощения газов резинами, содержащими наполнители, существенно отличаются от процессов растворения газов в ненаполненных полимерах. Величина коэффициента сорбции в этом случае определяется не только растворимостью газа в полимерной фазе материала, но и сорбцией газа несмоченной каучуком поверхностью частиц наполнителя, а также количеством газа, механически удерживаемого флокулами наполнителя. Значения О в большинстве случаев уменьшаются с повышением содержания наполнителя [до 20% (об.)], что обусловлено главным образом увеличением пути молекул газа за счет вынужденного огибания частиц наполнителя. На снижение О влияет также уменьшение числа конформаций цепных молекул при их взаимодействии с поверхностью частиц наполнителя. В системах с большой разницей полярностей на границе раздела полимер — наполнитель наблюдается значительное увеличение коэффициентов диффузии с повышением содержания наполнителя [29]. Возможно, что отдельные области адсорбированного газа на частицах наполнителя, сливаясь, могут образовывать пути для поверхностной диффузии газа вдоль сетчатой структуры наполнителя в резине. Подобного рода механизм процесса переноса газа возможен и для полимеров с волокнистыми наполнителями, газопроницаемость которых существенно зависит от прочности связи на границе волокно — полимер [51, 52], [c.353]

Присутствие газа, обладающего высокой термодинамической активностью, т. е. находящегося вблизи его точки конденсации, резко облегчает развитие пластических деформаций и поверхностей раздела, характерных для структуры микротрещины. Это объясняется объемной и поверхностной сорбцией газа. Объемное пластифицирующее действие газа возможно в том случае, если газ способен с высокой скоростью мигрировать в зону активной деформации полимера. Однако при криогенных температурах диффузионный транспорт газа весьма за-медлен. Так, коэффициент диффузии азота в полипропилене при 77 К равен 6-10- мV [75], т. е. для проникновения газа в полимер на расстояние 10 нм требуется время около 300 с. Это время велико, и такой транспорт не может обеспечить облегчение криогенной деформации, наблюдаемой в экспериментах. [c.110]

Чем больше растворимость (сорбция) газа и чем меньше диффузия его через пленки полимера при вспенивании, тем условия более благоприятны для образования равномерной микроячеистой структуры, содержащей минимальное количество открытых пор. [c.42]

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]

Фриш и Станнет применили уравнение сорбционной изотермы Баррера для сорбции газов и паров в сшитых полимерах, приняв во внимание изменение свободной энергии при эластическом расширении полимерной сетки в соответствии с теорией Флори . Из выведенного уравнения следует, что растворимость Ы,, 0 Н, и других газов не должна существенно изменяться с ростом числа химических связей между макромолекулами. Некоторые особенности диффузии и растворимости паров в структурированных полимерах отмечались в литературе . [c.196]