Химические превращения при механических воздействиях

Механохимия изучает химические превращения, инициированные или ускоренные механическим воздействием. При воздействии механических сил происходит разрыв химических связей, изменение состояния поверхности твердых тел, образование неустойчивых высокоактивных частиц, дефектов в кристаллической решетке. Особенно заметные воздействия оказывают ультразвук на жидкости, сверхвысокое давление на твердые вещества, ударные волны на твердые тела и жидкости. При ультразвуковом облучении в жидкости возникают активные частицы, которые инициируют химические ракции. Ультразвуковая обработка применяется для очистки поверхности металлических предметов от жира и других загрязнений, для специального синтеза (например, приготовление вакцины). С помощью сверхвысоких давлений удалось превратить графит в алмаз, нитрид бора в боразон. Ударные волны, возникающие под воздействием направленного взрыва, на несколько порядков ускоряют химические реакции, например вулканизация каучука проходит за доли секунды. Понимание механохимических реакций очень важно для предупреждения вредных химических последствий механических воздействий на твердые и жидкие вещества. [c.121]

Физико-химические признаки классификации. Какие воздействия необходимы, чтобы произошло химическое превращение, - признак классификации по типу химической реакции. Если достаточен только контакт реагентов, т. е. собственной энергии молекул достаточно для их превращения, то это прямое химическое взаимодействие. Реакции типа с химическим воздействием протекают с участием катализаторов. Катализатор не только ускоряет реакцию, но и открывает новые реакционные пути. Реакции типа с физическим воздействием протекают при инициировании электрическим током, излучением разной природы, механическим воздействием (электро-, фото-, радиационно-, механохимические реакции). [c.56]

Технология производства шин и резиновых технических изделий (РТИ) включает в себя ряд операций, переходов и превращений сырья и исходных материалов. Переработка сырья в изделия на заводах резиновой промышленности заключается в изменении его свойств, состояния, формы и размеров в результате физико-механических воздействий и химических превращений. Совокупность целенаправленных действий по превращению сырья и материалов в готовое изделие в промышленности называют технологическим процессом. [c.9]

Образование свободных радикалов может происходить в процессе распада вещества при нагревании, освещении, под действием ядерных излучений, от сильных механических воздействий, при электроразряде и т. д. Свободные радикалы рождаются также в процессе самых разнообразных химических превращений. Энергия активации реакций с участием ионов также н значительна (0—80 кДж/моль). Для осуществления же реакций непосредственно между молекулами обычно требуется высокая энергия активации, поэтому такие реакции весьма редки., [c.199]

При взаимодействии между фенолами и альдегидами (илн кетонами) образуются смолы, обладающие свойством постепеиного, ступенчатого превращения. Это особенно выражается в способности смол отверждаться, под которой подразумевается наблюдаемое при термической обработке падение растворимости и плавкости, а также повышение стойкостп к химическим и механическим воздействиям. Возможность подобного превращения определяет и пути технического применения смол поэтому вполне понятны попытки положить в основу общей классификации именно это свойство фенольно-альдегидных продуктов конденсации, или фенопластов. Однако подобная классификация не отражает полностью современные представления. [c.335]

При изучении температурно-временной зависимости прочности капроновых волокон при одновременном воздействии ультрафиолетового облучения и механических напряжений обнаружено [24] отклонение от обычной линейной зависимости. Эта закономерность выражается семейством ломаных линий в координатах lg —ст. В области больших напряжений при совместном действии облучения и напряжений эта зависимость может быть описана формулой г = тое " , а при меньших напряжениях наблюдается отклонение от исходной зависимости, что обусловлено, вероятно, структурными и химическими превращениями при воздействии ультрафиолетового облучения. [c.12]

Изменение упорядоченного состояния под влиянием внешних воздействий ставит вторую задачу — динамического характера. Для кристаллических органических соединений практически имеет значение только влияние температуры (влияние давления почти не исследовалось), а именно при полиморфных превращениях и в точке плавления сюда же следует отнести способность растворяться в различных растворителях. Для веществ с менее упорядоченной, например волокнистой, структурой необходимо теоретически объяснить влияние самых разнообразных химических и механических воздействий на степень и тип упорядоченности. [c.33]

Механическая обработка изменяет межатомные расстояния и координацию атомов твердого тела, т. е. химическое строение данного твердого вещества. Поэтому при более точном подходе ее, конечно, нельзя считать только физическим воздействием в сущности она является одновременно химическим превращением исходного твердого вещества в новое твердое химическое соединение, находящееся в метастабильном состоянии. Е( результате механической обработки твердого вещества исходный энергетический спектр заметно перестраивается зоны смещаются и расширяются, плотность размещения в них энергетических уровней увеличивается с увеличением числа трещин и пор увеличивается число поверхностных состояний. Заметим, что нарушение правильного распо-лол ения атомов в структуре твердого тела равносильно включению в него участков непериодического строения. Все это, как мы увидим ниже, вносит в его энергетический спектр соответствующее число локализованных уровней. [c.108]

Образование свободных радикалов может происходить в процессе распада вещества при нагревании, освещении, под действием ядерных излучений, от сильных механических воздействий, при электроразряде и т. д. Свободные радикалы рождаются также в процессе самых разнообразных химических превращений. [c.217]

К машинам химических производств относится технологическое оборудование, в котором обязательным и определяющим содержание технологического процесса является механическое воздействие рабочих органов машины на объект обработки. В машинах химических производств возможны как механические, так и гидромеханические процессы, иногда сопровождающиеся тепло- и массообменными процессами, химическими превращениями. [c.6]

Световое и проникающее излучения являются важными видами физических воздействий на полимеры, способных вызвать химические реакции в них. Это приводит к глубоким изменениям химического строения, а следовательно, физических и механических свойств полимеров. Одним из главных направлений химических превращений является образование свободных радикалов при разрыве связей С—С в главных цепях полимеров или отрыве водорода от углеродных атомов. Дальше развивается серия химических превращений, приводящих к деструкции, сшиванию, отщеплению боковых групп и другим химическим изменениям макромолекул полимеров. [c.242]

Таким образом, световое и ионизирующее излучения активно воздействуют на полимеры, приводя к развитию в них ряда химических превращений, которые сильно изменяют физические и механические свойства полимеров. В углеводородных полимерах происходит отрыв атомов водорода от молекулярных цепей полимера, образование в них свободных радикалов. В дальнейшем [c.248]

Высокомолекулярные соединения могут подвергаться химическим превращениям под действием низкомолекулярных соединений и при взаимодействии друг с другом, а также под влиянием тепла, света, радиоактивного облучения и механических воздействий. [c.45]

Несколько особняком стоит самостоятельный раздел физикохимической механики, рассматривающий влияние механических воздействий в твердых телах на течение химических и физико-химических процессов. Большой интерес представляют превращения химической энергии в механическую и обратно, например, в процессах мышечной деятельности, химическая сторона которых была изучена в замечательных работах В. А. Энгельгардта и М. Н. Любимовой, а физико-химическая сторона в работах А. Качальского. Эта область получила название механохимии и занимается, в основном, высокомолекулярными соединениями, прежде всего, в связи с их замечательной особенностью — высокоэластическими свойствами. [c.15]

Технологическая (или рабочая) машина представляет собой комплекс механизмов, предназначенных для выполнения технологического процесса в соответствии с заданной программой. В ходе технологического процесса под воздействием рабочих органов машины изменяются качественные показатели предмета труда (физические свойства, форма, положение) при этом затрачивается полезная работа. В машинах химических производств технологический про-, цесс обычно носит сложный характер на предмет труда помимо механического воздействия может накладываться какой-либо (или совокупность) типовой процесс химической технологии — химическое превращение, межфазный массообмен, нагрев, изменение агрегатного (фазового) состояния вещества и др. Например, в аммо-низаторах-грануляторах происходит не только процесс гранулирования окатыванием,. , е. получение сферических гранул из мелкодисперсного материала перемещением его частиц во вращающемся барабане, но и химическая реакция — нейтрализация жидким аммиаком фосфорной кислоты, содержащейся в пульпе, которая подается в гранулятор, а также сушка материала (тепломассообменный процесс). [c.7]

Даже незначительные химические превращения при нагружении полимеров могут существенно повлиять на их свойства например, разрыв только одной связи в середине цепи, состоящей из 10000 звеньев, вызывает снижение молекулярной массы полиэтилена на 70, тысяч. Научное направление, которое изучает химические превращения полимеров под действием механических сил, называют механохимией. Отличительной особенностью механохимических реакций, является отрицательный температурный коэффициент. Механохимические процессы оказывают максимальное воздействие на полимеры с более высокой молекулярной массой [32]. [c.410]

При механическом воздействии каучуки подвергаются деструкции (НК, изопреновые) или структурированию (бутадиеновые, стирольные). Технологическое поведение резиновых смесей при переработке зависит от когезионных, аутогезионных и адгезионных свойств. Первые особенно сильно проявляются при переходе каучука из упругопластического состояния в высокоэластическое, а затем вязкотекучее. При этом может затрудняться процесс смешения из-за свисания резиновой смеси с валка вальцов ( шуба ), перехода смеси с валка на валок, обрыва смеси. Прилипание смеси к металлическим поверхностям валков связано с адгезионными свойствами каучуков (см. рис. 1.1). При смешении происходит ряд физико-механических и химических явлений превращение больших блоков каучука и агломератов ингредиентов в более мелкие, облегчающие смешение снижение вязкости каучуковой фазы за счет механической или химической пластикации (в про- [c.23]

Таким образом, при аническом воздействии на полимеры происходят химические превращения веществ, — механическая переходит в химическую. [c.63]

Интенсивные механические воздействия при тонком измельчении твердых тел, в том числе минералов, приводят к существенному увеличению их химической активности. Так, скорость гетере-генных процессов разложения, растворения и выщелачивания увеличивается иногда в 10 раз, причем не пропорционально увеличению поверхности, а в результате повышения удельной, на единицу поверхности, реакционной способности вещества. По этой же причине изменяются и многие другие физические и физико-химические свойства веществ в твердом состоянии плотность, температура фазовых превращений, адсорбционная способность и т. д. [c.48]

Изучением изменений свойств и состава вещества вследствие химических превращений под влиянием механического воздействия занимается механохимия. Природа механической активации вещества привлекает внимание широкого круга специалистов. Предполагают, что в точке контакта соударяющихся или трущихся тел вещество переходит в расплавленное, а затем в плазменное состояние ( магма — плазма модель ). При этом образование высокотемпературных точек на поверхностях связано с невысокой теплопроводностью твердых тел, вследствие чего тепло не успевает отводиться в глубь тела и расходуется на сублимацию вещества, активацию молекул и распад возбужденных молекул. Имеются данные о том, что ряды механохимической устойчивости соединений не согласуются с рядами термической устойчивости и более похожи на ряды фотохимической и радиационной устойчивости. Вследствие увеличения поверхностной энергии механохимическая активация значительно увеличивает скорости медленных твердофазных реакций. [c.48]

Изменения в сноиствах лшшмера могут быть, вызаааы также механическими воздействиями. Для понимания этих процессов необходимо учитывать релаксационный характер изменений,происходящих в полимере под влиянием механических деформаций. С этим связано то, что внешнее воздействие может вызывать в отдельных местах материала значительные местные напряжения, которые могут медленно рассасываться. Такое неравномерное распределение напряжений проявляется особенно сильно при периодически действующей нагрузке, если напряжения не успевают релаксироваться в течение одного периода. В таком случае в материале устанавливаются некоторые постоянные градиенты напряжения. Механическая энергия, поглощаемая полимером при его деформации, может переходить в энергию химических превращений. Механические напряжения могут приводить к разрыву цепей или к повышению активности молекул и к снижению энергии активации химических реакций окисления, деструкции и пр. В табл. 71 показано, как снижается энергия активации инициирования окисления вулканизированного дивинилстирольного каучука при различных амплитудах растяжения. [c.613]

Гидродинамические неоднородности могут быть как внешними, так и внутренними. К внешним можно отнести возникающие в объемах реакторов отрывные течения и вихреобразования потоков из-за несовершенства конструкций внутренних устройств. Такпе неоднородности в слое могут быстро затухать [3—5], однако в ряде случаев генерируемые ими неравномерности химического превращения приводят к проникновению в глубь слоя неоднородностей температурных и концентрационных полей, что существенно снижает эффективность процесса [6—8]. Колебания газовой нагрузки в системе, рост гидравлического сопротивления слоя из-за отложений в нем пыли, механические вибрации реактора, приводящие к частичной ломке и истиранпю частиц катализатора, п другие воздействия способствуют неравномерной объемной усадке слоя с образованием каверн, пустот, свищей и т. п. [9, 10]. В последнее время опубликованы данные о неблагоприятном влиянии на протекание каталитических процессов частых пусков реакторов после их внеплановых остановок. Слой катализатора при этом испытывает периодические тедшератур-ные расширения—сжатия, которые приводят к неконтролируемому уплотнению слоя. [c.24]

Термин используют для обозначения химических превращений, возбуждаемых механическим воздействием на реакционную систему, В частности, в жидкой фазе возможно гфотекание химических реакщ1Й при облучении ультразвуком, сдвиговых напряжениях, ударных воздействиях и т.д. [c.245]

Несколько особняком стоит самостоятельный раздел физико-химической механики, рассматривающий влияние механических воздействий в твердых телах на течение химических и физико-химических процессов. Большой интерес представляют превращения химической энергии в механическую и обратно, например в процессах мышечной деятельности. Эта область, получившая название механохимии, занимается в основном высокомолекулярными соединениями, в связи с их высокоэластическими свойствами, связанными с гибкостью длинноцепочечных маркомолекул. Кроме того, механическое разрушение в полимере всегда связано с местной деструкцией, т. е. химическим разрушением — разрывом цепей главных валентностей, которое энергетически более выгодно вследствие больших размеров макромолекулы [c.211]

Проведено изучение физических и физико-химических свойств серы, ее превращений под воздействием физических (механических) и химических воздействий, рассмотрены возможности получения новых модификаций, смесей, композиций, препаративных форм серы и разработка путей применения их в народном хозяйстве. Для этих целей использована интенсивная механическая обработка в дезинтеграторе, исследованы свойства механически активированной серы (реакционная способность, растворимость и структурных характеристик), изучены возможности композиционного сочетания серы с материалами различной химической природы. Установлена эффек-тивносгь кратковременной ударной механической обработки серы в дезинте1 раторе, 1юзволяющей проводить интенсивно процессы растворения и концентрирования ее в водных щелочных растворах. [c.37]

Показано, что скорости химического превращения твердого тела после механического нагружения значительно более высокие, чем без механического воздействия. Особенно высокие скорости химических реакций в системах газ - твердое тело и жидкость - твердое тело наблюдаются в совмеи(енных процессах, ког да механическое нагружение осуществляется в процессе химической реакции. [c.34]

Высокие температуры, прп которых происходит объедипеппе битума с минеральными материалами, и условня погоды и климата, в которых работает битум в дорожном покрытии, вызывают изменения его химического состава и структуры, т. е. старение битума. Под старением понимается вся совокупность необратимых изменений структуры, физических и механических свойств битума, наблюдающихся ири храпении, технологической переработке и эксплуатации. Старение — результат сложных структурных и химических превращений, происходящих в результате воздействия на материал различных факторов, в том числе механических нагрузок [40]. [c.99]

Широкое использование материалов на основе ПВХ объясняется их эксплуатационными свойствами, большим ассортиментом применяемых для изготовления изделий композиций, в которых наряду с основным компонентом ПВХ входят стабилизаторы, пластификаторы, наполнители, модификаторы, красители и другие вещества. Количество входящих в состав композиции компонентов может достигать достигать до 500 мае. ч. на 100 мае. ч. ПВХ. Этим обусловлено также многообразие применяемых для переработки ПВХ технологических процессов каландрование, экструзия, литье и т.д. Переработка ПВХ без термостабилизаторов невозможна в обозримом будущем, так как полимер не устойчив к воздействиям тепла, света, проникающей радиации, механических нагрузок, биологически активных сред [48, 56, 106, 149]. Под влиянием многочисленных химических, физических, механических и биохимических факторов могут протекать разнообразные превращения ПВХ (отщепление НС1 с образованием сопряженных двойных связей, окисление, сшивание и др.), приводящие к изменению окраски полимера, существенному ухудшению физико-механических, диэлектрических, оптических и других эксплуатационных свойств матриалов на его основе [134, 135, 154]. [c.180]

Почти полтора века назад было показано, что механическая анергия подобно теплоте, свету и электрическому воздействию инициирует многие химические превращения. Первоначально предполагалось, что этот эффект имеет место только в твердых Щелах, но в дальнейшем было показано, что и жидкости можно активировать механически. Примером может служить активация ВОДЫ, способствующая ускорению биохимических процессов (уско- ренный рост животных и растений) или водонефтяных смесей, в результате чего повышается их теплотворная способность. [c.109]

В процессе варки целлюлозы и полуцеллюлозы древесная ткань подвергается химическому и физическому воздействию. В результате делигнификации и частичного удаления гемицеллюлоз она распадается на отдельные древесные волокна с превращением последних в целлюлозные волокна. При этом ультраструктура клеточной стенки существенно изменяется. Учитьгаая распределение слоев клеточной стенки по массе, необходимо подчеркнуть, что основное количество лигнина присутствует во вторичной стенке. Следовательно, для достижения достаточной степени делигнификации требуется удалить лигнин из всех слоев клеточной стенки. Удаление лигнина из срединной пластинки приводит к ее разрушению и разъединению волокон, а удаление из вторичной стенкн - к ослаблению связей между фибриллами. Фибриллярная структура клеточной стенки позволяет делить, волокна на продольные элементы и связывать их между собой. На этом основан процесс производства бумаги. В результате делигнификации целлюлозные волокна становятся гибкими и эластичными. При последующем размоле целлюлозной массы при подготовке к формованию бумаги происходит фибриллирование клеточньк стенок - расщепление их на фибриллы и последних на более тонкие элементы. На процесс фибриллирования определяющее влияние оказы-вае ультраструктура клеточной стенки. По сравнению с хлопковым волокном волокна древесной целлюлозы фибриллируются значительно легче. При формовании бумаги в процессе удаления воды возникают прочные межволоконные связи за счет трения, механического зацепления фибрилл, а также возникновения межмолекулярных сил взаимодействия, в том числе прочных водородных связей между макромолекулами на поверхностях фибриллированных элементов, и образуется бумажный лист. [c.224]

Противоизносные и антизадирные присадки. Износ деталей двигателей внутреннего сгорания — результат механических воздействий или химических превращений, возникающих на их трущихся поверхностях. Максимальное снижение износа деталей можно обеспечить разделением трущихся по-верхностей прочным слоем масла. Однако в реальных условиях эксплуатации достижение такой гидродинамической смазки не всегда представляется возможным. В этих слу-чаях, степень износа деталей зависит от химическаго состава [c.102]

Физико-химические явления, обусловленные механическим воздействием на твердые тела, особенно ярко проявляются при измельчении материалов. Современные представления о внутренней сущности механохимических превращений веществ при тонком измельче- [c.804]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология