Поверхностные группы на графите

В сажах, не подвергнутых графитации, были обнаружены поверхностные группы, такие же, как в углях, однако в ином соотношении [45]. При окислении графитированной сажи кислотные группы вообще не образуются [44]. Поскольку поверхность графитированной сажи ограничена базисными графитовыми плоскостями, можно заключить, что кислотные группы связаны только с периферическими атомами углерода каждого слоя. Этот вывод был подтвержден исследованиями адсорбции кислорода на базисных и краевых гранях монокристаллов графита [59]. По данным работы [60], окислению в первую очередь подвергаются краевые углеродные атомы. Интересно сопоставить эти данные с результатами квантовохимических расчетов адсорбции кислорода на графите [61—63]. Наиболее стабильную связь атомный кислород, фтор и водород образуют с центром боковой С—С-связи. Напротив, для физической и химической адсорбции Ог, атомов углерода и азота наиболее благоприятна середина углеродного цикла. [c.37]

Б. Поверхностные группы на графите [c.226]

Ввиду сходства в структуре микрокристаллического углерода и графита можно было ожидать образования того же типа поверхностных групп на обеих модификациях углерода. Проведено очень небольшое число детальных исследований поверхностных окислов на графите, что обусловлено главным образом малой величиной доступной поверхности и вытекающими отсюда трудностями определения незначительных количеств функциональных групп. В некоторых исследованиях использовалась графитизированная сажа, например графой. Из-за специфической структуры только очень небольшая доля всей ее поверхности, равная 80 м г, способна образовать поверхностные соединения. [c.226]

Относительно лучшей смачивающей способностью обладают соединения, у которых гидрофильная группа находится не в конце, а в середине молекулы. Разветвленность углеводородного радикала, т. е. гидрофобной части поверхностно-активных веществ, увеличивает смачиваемость их растворов. Смачиваемость зависит также от формы смачиваемой поверхности. Шероховатые поверхности уменьшают смачиваемость. Различают гидрофильные и гидрофобные поверхности, первые хорошо смачиваются водой (стекло, целлюлоза, крахмал и др.). Гидрофобные поверхности плохо смачиваются водой (парафин, жиры, графит и др.). [c.173]

С. т. можно разделить на след, группы неорганич. смазки — графит, МоЗз, У32, BN, А 1, тальк, известь, бентонитовые глины и др. мягкие металлы — 1п, РЬ, Зп, Оа, 1п, Ад, Ва и др. пластмассы и полимеры — политетрафторэтилен, найлон, полиэтилен и др. вещества, образующие поверхностные пленки на трущихся поверхностях при их химич. обработке,— сульфидные, хлоридные, фосфатные, оксидные и др. твердые органич. соединения — мыла, воски, жиры, нек-рые пигменты (фталоцианины). [c.459]

Одним из путей повышения работоспособности резиновых технических деталей, применяемых в герметизирующих устройствах и в подшипниках скольжения, является улучшение антифрикционных свойств и износостойкости резин за счет введения в резиновые смеси специальных антифрикционных наполнителей, таких как угольные ткани, графит, дисульфид молибдена, нитрид кремния, фторопласты и т. д. [122—127]. По мнению специалистов, исследовавших влияние ряда углеродных и минеральных наполнителей на износостойкость резин на основе СКФ-26 с фенольной вулканизующей системой при трении по гладкой поверхности [124], все наполнители для фторэластомеров можно разделить на две группы не влияющие на фрикционные свойства резин (диоксид кремния БС-50, фторид и силикат кальция, титановые белила, каолин) и улучшающие износостойкость резин (технический углерод различных марок, графит, фторопласты). Для наполненных резин первой группы характерен износ посредством скатывания, для резин второй группы — износ по усталостному механизму. При этом в зоне контакта развивается высокая температура, в результате чего усталостный износ осложняется механохимическими процессами, происходящими в поверхностном слое резин. [c.109]

Следует прежде всего отметить, что концентрации поверхностных сцеплений для разных саж не слишком различаются между собой. Как и следовало ожидать, для сажи графой эта концентрация ниже, чем для остальных саж, однако все величины имеют один и тот же порядок 10 /сл поверхности сажи. Ниже будет приведено сравнение этих данных с результатами, полученными независимым и методами. По-видимому, четкой дифференциации по типу сажи ке наблюдается. Для исследуемой сажи концентрация сцеплений несколько колеблется в зависимости от типа каучука, однако эта тенденция непостоянна. Если в целях общего сравнения принять, что все сажи входят в одну группу наполнителей, то средние значения числа сцеплений оказываются почти одинаковыми и не зависящими от типа [c.146]

Согласно Н. Шилову, различие в адсорбционных свойствах объясняется свободной валентностью краевых, ненасыщенных атомов углерода в графитовых сетках (каждый атом углерода может иметь одну, две или три свободных валентности, обусловливающих возникновение химической связи). Вследствие наличия свободных, ненасыщенных валентностей атомы углерода образуют поверхностные соединения с различными элементами кислородом (поверхностные окислы), водородом, азотом, серой, а также с группами элементов. Искусственный графит по среднестатистической характеристике может иметь большое число свободных связей, так как он содержит меньшее количество посторонних веществ, чем такие углеродистые материалы, в которых еще присутствуют примеси п краевые группы и цепи С-атомов в том или ином количестве. В силу этого у графита может наблюдаться повышение активности по сравнению, например, с сажей это называют аномальной , инверсной и т. п. активностью, которая, однако, на самом деле не аномальна и не инверсна, а вполне закономерна и объясняется наличием свободных связей. Но свободными эти связи не остаются идет поглощение графитом посторонних веществ, которые прочно химически связываются с веществом графита. Такой насыщенный графит будет иметь различную активность в зависимости от того, как и чем он насыщен . [c.7]

Величину Сп определяли графо-аналитическим способом. Поверхностная емкость Сд возрастает по мере увеличения электрической асимметрии молекул и наличия гидроксильной группы. У воды и этилового спирта она достигает наибольшей величины.. [c.47]

Таким образом, уже в 1950-е гг. стало ясно, что химическое модифицирование, в принципе, может быть использовано для направленного изменения химических свойств поверхности, прежде всего ее гидрофильности и гидрофобности. Однако еще не было речи об использовании этого приема обработки поверхности для получения материалов и изделий, обладающих заданными химическими свойствами. Проведение поверхностных реакций использовалось тогда для определения природы и концентрации функциональных групп на кремнеземах, алюмосиликатах, графите, саже. Необходимо было исследовать химическую природу поверхности твердых тел. Поэтому в 50-60-е гг. основные усилия специалистов были направлены на детальное изучение состава и свойств функциональных групп поверхности, а также пористой структуры твердых тел (см., напр., обзорные работы [5-8]). [c.12]

В органических полимерных носителях в роли структурных групп выступают функциональные группы основной или боковых цепей полимера. У некоторых носителей, например, на основе углерода (графит, алмаз, сажа, активные угли), поверхностные функциональные группы образуются при окислении атомов остова кислородом воздуха. [c.15]

Следует подчеркнуть, что углеродные материалы (алмаз, графит, угли, технический углерод) в ряде химических реакций ведут себя одинаково. И поэтому их химическое модифицирование осуществляется одними и теми же реагентами. При обработке поверхности жидкофазными окислителями (Н2О2, НСЮ4, НКОз и др.) образуются преимущественно карбоксильные группы при действии газофазных окислителей (кислород, водяной пар) — гидроксильные и карбонильные. Карбоксильные поверхностные группы реагируют с гидроксидами, образуя солеобразные комплексы, а гидроксильные — комплексы алкоголятного типа. [c.122]

Дисперсная фаза структурированных НДС в ядерной части на определенном этапе представлена газопаровыми пузырьками, капельками изотропной и анизотропной жидкости, кристаллами, ассоциатами и комплексами асфальтосмолистых веществ и других ВМС, кристаллитами углерода. Во многих случаях эти виды ДФ могут находиться в структурированных НДС одновременно. При этом следу ст подчеркнуть, что частицы ДФ данного вида, находящиеся в конденсированном состоянии, могут бьггь представлены органическими соединениями различных классов или относящимися только к одному классу, гомологическому ряду или группе. Так, кристаллическое ядро ДФ может быть образовано парафиновыми, ароматическими или смешанными углеводородами в таких системах как нефть, дистиллятные и остаточные продукты переработки нефти и газа, битумы и пеки, находящиеся при температурах, более низких, чем температура их застывания или стеклования, или сетчатыми ароматическими макромолекулами в графите. Состав, структура, размеры, объемные и поверхностные свойства ядерной части частиц ДФ, конкретный набор и концентрация различных видов ДФ в данной структурированной НДС в процессах получения нефтяного углерода определяются многими факторами природа сырья, температурно-временной режим и давление карбонизации, среда, степень превращения сырья, технологические и аппаратурные особенности процесса, тип и интенсивность внешних энергетических воздействий и т.д. [c.108]

Процесс растворения углерода в жидком металле при постоянной температуре складывается из двух стадий — перехода атомов углерода в ламинарный поверхностный слой расплава и диффузии углерода из этого слоя в объем жидкого металла [9, с. 190—200]. Однако при взаимодействии с графитом жидких металлов IV группы периодической системы элементов Д.И. Менделеева (Т1, 2г, Hf) вблизи температуры их плавления после начального и весьма интенсивного науглероживания содержание углерода в ламинарном слое достигает величины близкой к равновесной концентрации фазовой границы жидкость — жидкость + МеС. Несколько раньше, чем такая концентрация будет достигнута во всем объеме металла, на поверхности графита начинает образовываться карбидный слой, состав которого со стороны, обращенной к расплаву, можно выразить формулой Л еСо, . Этот слой стоек ло отношению к жидкому металлу. Следовательно, процесс растворения углерода в жидком металле в этом случае состоит из нескольких стадий перехода углерода в ламинарный слой и диффузии из этого слоя в объем жидкого металла накопление углерода в ламинарном слое вследствие разных скоростёй поступления и отвода атомов углерода образования карбидного слоя на графите диффузии углерода в расплав через слой карбида. [c.132]

Интересно отметить, что расчеты равновесия без учета упругих полей дают достаточно хорошие совпадения р-Г-параметров синтеза при использовании расплавов некоторых металлов переходных групп (на необходимость их применения указывалось еще в работе [16]). Хотя в данном случае речь должна идти не о фазовом превращении графита в алмаз, а о перекристаллизации графита в алмаз. Такое совпадение неудивительно, ведь в расплавах металлов, называемых обычно катализаторами-растворителями, ДСдеф мало. В этом случае при росте кристаллов путем встраивания атомов (молекул) в изломы (за счет атомарной и кинетической шероховатости) химический потенциал частицы в кристалле равен ее химическому потенциалу в растворе. Поэтому при использовании графита в качестве шихты р-Г-параметры области равновесия (индивидуальные для каждого типа расплава) должны быть близки к расчетным значениям в классическом приближении. Однако также хорошо известно, что при понижении температуры (и давления) ниже определенной величины (<1400— 1300 К) никакого совпадения в экспериментальных и расчетных данных не наблюдается, так как число зародышей резко уменьшается и рост алмаза фактически прекращается. Несомненно, в этом случае начннают сказываться такие факторы, как химические и структурные характеристики расплава. О том, насколько важную роль играет структура расплава, свидетельствуют эксперименты по введению в систему роста металлов, слабо взаимодействующих с углеродом, Sb, Sn, Ge, Си. На основании экспериментов можно сказать, что ни изменением относительных растворимостей графита и алмаза, ни изменением поверхностной межфазной энергией (A s) нельзя объяснить экспоненциальный рост порогового давления, начиная с определенных концентраций этих добавок. Ясно, что при расчете области равновесия графит — раствор углерода необходимо учитывать такие факторы, как относительные растворимости и межфазные энергии границ этих фаз, степень отклонения раствора в расплаве от идеального, степень его упорядочения, коэффициенты активности и конфигурации активационных комплексов и др. [c.309]

Модифицирование поверхности технического углерода, графита и алмаза прививка на ней функциональных групп определенного типа (СНз, С1, СООН или NH ) [99, 103, 241] позволило выяснить роль химии поверхности и структуры остова частиц углеродных наполнителей на термоокислительную стабильность полистирола и его сополимера с, дивинилбензолом, синтезированных в их присутствии. Обнаружено [103, 241], что с ростом энергии адсорбционного взаимодействия и степени прививки полимера, которые увеличиваются в ряду поверхностных функциональных групп H3< I< OOHтермоокислительная стабильность ПС. При наличии на г оверх-ности углеродных наполнителей функциональных групп одного типа термоокислительная стабильность наполненного ПС возрастает в ряду технический углерод < алмаз < графит, что обусловлено наличием в графите я-сопряженных структур, с которыми связаны поверхностные функциональные группы. Это приводит к их более высокой активности в процессах взаимодействия с инициаторами, мономером и образующимся полимером. [c.145]

Началом следующего этапа исследования послужили работы Виллара [26, 271 в 1947 г. и Хофмана и Олериха [28] в 1950 г. по химической идентификации кислородсодержащих групп. Работы последних двух исследователей были предприняты в связи с результатами, полученными при изучении окиси графита (называемой также графитовой кислотой). Это соединение не следует рассматривать как поверхностные окислы на угле или графите. [c.191]

Поверхностные окислы необратимо гидратировались при обработке окисленного графита парами воды. Вода связывалась в количестве 0,4 мкмоль/м на поверхности, содержащей 4,1 мкмоль 1м кислорода. Химический анализ (функциональных групп дал результаты, представленные в табл. 12. Карбоксильные группы были определены по нейтрализации раствором ЫагСОз, третичные гидроксильные группы — по разности при нейтрализации растворами ЫаОН и ЫагСОз, а гидроперекиси — иодометри-чески в водном растворе изопропилового спирта. Содержание карбонильных групп было определено по реакции с п-бромфенилмаг-нийбромидом. Группы, указанные в табл. 12, объясняют наличие только 29% кислорода в графите. [c.228]

В самом деле, в предыдущем случае (/<1300° С) растворенный в межбазисном пространстве кислород настолько ослаблял отдельные участки граней, что взаимодействие их с активной молекулой протекало значительно быстрее, чем термический распад поверхностных кето-групп. Напротив, при />1600° С, когда кислород практически не растворяется в графите, образование продуктов реакции происходит только за счет разрушения прочных адсорбционных комплексов. Естественно, что оно будет Б первую очередь происходить там, где поверхностные атомы наименее прочно связаны с соседями, т. е. не на гранях, а на вершинах и ребрах. [c.215]