Диэлектрические свойства и сорбция воды

Структура торфа весьма чувствительна к различного рода физическим и физико-химическим воздействиям, что вызывает соответствующее изменение его гидрофильных и водных свойств. Наиболее существенно эти параметры изменяются при обезвоживании, когда в процессе дегидратации торфа усиливаются меж- и внутримолекулярные взаимодействия через поливалентные катионы, содержание которых в торфе достигает 2 мг-экв/г с. в. (грамм сухого вещества), или посредством водородных связей. В определенных условиях ковалентные или ионные взаимодействия переходят в комплексные гетерополярные, вследствие чего при обезвоживании и интенсивной усадке в надмолекулярных образованиях торфа протекают необратимые процессы. Изменение водных свойств торфа при высушивании до низкого влагосодержания наглядно проявляется в явлении гистерезиса на графиках сорбции — десорбции воды, изменяются также его диэлектрические свойства при высушивании — увлажнении [215] и водопоглощение при различной степени осушения пахотного горизонта торфяной почвы [216]. [c.66]

Несмотря на широкий круг используемых в различных работах материалов — сорбентов, значительно отличающихся по структуре и физико-химическим свойствам, можно отметить общие, наиболее типичные явления, обнаруживаемые при сорбции воды. Так, диэлектрические изотермы в зависимости от наклона г йа, как правило, можно разделить на несколько участков. Каждому соответствует определенный, характерный для данного интервала влажности материала процесс поляризации. Очевидно, что поляризация и диэлектрическая проницаемость [c.242]

Необходимо отметить, что при интерпретации диэлектрических данных и проведении различных расчетов нужна дополнительная информация о системе сорбент — сорбированная вода, получаемая с помощью других физико-химических методов (ЯМР, ИК-спектроскопия и т. д.). Это может существенно повысить эффективность исследования диэлектрических свойств увлажненных материалов. В то же время высокая чувствительность диэлектрического метода дает возможность более детально исследовать сорбцию воды на различных материалах. Дальнейшее развитие диэлектрического метода зависит от установления более тесной и определенной его связи с другими физико-химическими методами, а также решения таких актуальных вопросов теории диэлектриков, как расшифровка диэлектрических спектров, расчет различных видов поляризации и диэлектрических характеристик системы сорбент — сорбированная вода. [c.254]

Гидрофобные полимеры обладают комплексом свойств, обусловленных весьма малым количеством полярных групп, способных взаимодействовать с водой и электролитами. К числу этих свойств относятся малая сорбция воды и электролитов, высокое электрическое сопротивление и низкая диэлектрическая проницаемость. При увлажнении электрические характеристики гидрофобных полимеров практически не изменяются Этот комплекс свойств приводит к тому, что перенос электролитов через пленки гидрофобных полимеров подобен переносу газов. Прп сопоставлении величин проницаемости [c.212]

Не меньший интерес представляют результаты измерений при более низких температурах. Было найдено, что при сорбции коллагеном менее 50% воды парциальная молярная теплоемкость не зависит от содержания воды в интервале температур от 180 до 300 К [38]. Это значение теплоемкости постепенно уменьшается, пока вблизи 180 К (нижний температурный, предел прибора) не становится равным соответствуюш ему значению для льда. На основании проведенного анализа можно утверждать, что конфигурационный вклад воды в теплоемкость исчезает. Это наблюдение находится в прекрасном согласии с выводом, который может быть сделан на основании измерения диэлектрических свойств, о том, что вода, сорбированная коллагеном, по своим свойствам подобна жидкости, а ее подвижность с понижением температуры уменьшается до тех пор, пока при 173 К не переходит в стеклообразное состояние. [c.146]

Сорбция воды и ее влияние на диэлектрические свойства полимеров [c.428]

СОРБЦИЯ ВОДЫ И ДИЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОЛИМЕРОВ 429 [c.429]

Сорбция стеклопластиком воды, электропроводность которой составляет 4,2 10" Ом м" а диэлектрическая проницаемость-81, ведет к резкому ухудшению диэлектрических свойств материала (рис. 5.10-5.14). Одним из следствий увлажнения стеклопластиков является увеличение степени диссоциации ионогенных веществ. [c.124]

Сравнительно недавно опубликованы работы по изучению полярографических [121], диэлектрических [122] свойств поливинилпирролидона и определению его температуры стеклования в зависимости от сорбции воды [123], опубликованы данные термогравиметрического анализа [124] и исследования влияния давления на специфический парциальный объем полимера (в интервале давлений 1—8000 атм) [125]. [c.102]

Другим методом, позволившим выяснить структуру, физические свойства сорбированной влаги, является диэлектрический метод [28— 31]. Большая серия экспериментов с торфом, крахмалом, целлюлозой [25, 32—39) показала, что первоначально молекулы воды сорбируются в отдельных пустотах — микропорах, соизмеримых с размерами молекул воды. В связи с большим временем жизни сорбция молекул воды происходит с большей вероятностью в микропорах с образованием отдельных их ассоциатов ( роев , гроздей [40, 411) из нескольких молекул, чем на периферийных участках. При неполном заполнении [c.72]

Изменение положения ионообменного равновесия при обмене ионов одинаковой валентности определяется уравнением (V И, 94). Первый член этого уравнения выражает изменение свойств обменивающихся ионов в растворе при переходе от воды к неводным растворителям, второй—изменение состояния обменивающихся ионов при переходе из раствора в ионит. В этом случае, если влияние второго члена уравнения невелико, положение равновесия при снижении диэлектрической проницаемости растворителя будет смещаться в сторону преимущественной сорбции менее сольватированных ионов. [c.412]

Слоистая модель сорбции имеет ограниченное применение. Она, по-видимому, приемлема для некоторых ненабухающих минералов. Для многих сорбентов сорбцию следует рассматривать как процесс растворения одного вещества в другом [84, 649]. Использование в этом случае сорбционных данных, рассчитанных, как правило, по методу БЭТ, представляет интерес с целью учета различных сорбционных свойств материалов при сравнении и анализе полученных для них диэлектрических изотерм. Наблюдаемое для таких материалов [648, 650—656] совпадение величины моносорбции, определенной по БЭТ, с величиной критической гидратации ао (см. рис. 15.1), по-видимому, не следует интерпретировать с помощью слоистой модели. Это совпадение свидетельствует лишь о том, что с изменением характера сорбции изменяются и диэлектрические свойства системы сорбент — сорбат. Предполагается, однако, что при а<ао сорбция происходит непосредственно на активных центрах сорбента, а при а>йо — на ранее сорбированных молекулах воды [651, 652, 655]. [c.244]

Изделия из армированных пластиков при эксплуатации и )анении всегда подвергаются действию воды или ее паров. При ОМ физико-механические и другие свойства эпоксидных компо-итов часто необратимо снижаются [44—49]. Основной причи-ой этого является ослабление адгезии на границе раздела эпок-идная матрица — волокно [14, 45, 50, 51]. Кроме того, сорбция юды отвержденным связующим, как показано в гл. 3, приводит к изменению его линейных размеров, что сказывается на 1аспределении внутренних напряжений в наполненном пластике 14, 52, 53]. При сорбции воды увеличиваются тангенс угла ди-лектрических потерь и диэлектрическая проницаемость стекло-[ластиков [54], а электрическая прочность, объемное и поверх-юстное электрическое сопротивление уменьшаются [46]. [c.219]

Для исследоьания свойств сорбированной воды и механизма сорбции на различных материалах применялись калориметрический, диэлектрический, ЯМР, гелиево-пикнометрический методы. Установлено, что на ряде природных материалов процесс сорбции сопровождается эндо- и экзотермическими реакциями. Механизм начальной сорбции влаги в органических набухающих материалах происходит на функциональных полярных группах. Показано, что диэлектрическая проницаемость и плотность-сорбированной воды меньше тех же свойств объемной влаги. Предложено уравнение сорбции для органических набухающих материалов, которые находятся в хорошем согласии с экспериментом. [c.253]

Двойной электрический слой возникает на поверхности частиц вследствие разных диэлектрических свойств дисперсной фазы и среды, воздействия молекулярных сил, обеспечивающих избирательную сорбцию ионов, или частичной диссоциации поверхностных молекул вещества частиц. Ионы, располагающиеся па поверхности частицы, называются потенциалообразующими. Вследствие появления заряда на частице вокруг нее концентрируются ионы противоположного знака заряда — противоионы. Концентрация противоионов максимальна у поверхности (плотный ионный слой) и убывает с увеличением расстояния от поверхности частицы (внешний диффузный слой). Это объясняется одновременным действием как сил притяжения (электрических и молекулярных), так и диффузионных сил, стремящихся к выравниванию концентрации ионов в объеме воды. [c.38]

Повышение степени армирования и связанное с этим увеличение дефектности материала ведет к более существенному снижению диэлектрических свойств. Так, увеличение процентного содержания стекловолокна с 72,5 до 79,7% приводит к уменьшению удельного электрического сопротивления фенольного стеклопластика почти на порядок [123]. Вода, располагаясь в дефектах вокруг стеклянных волокон, образует проводящие каналы, что и обусловливает внижение электрического сопротивления. Наиболее интенсивное падение диэлектрических свойств происходит в течение первого месяца экспонирования во влажной атмосфере или воде, что соответствует процессу нестационарной диффузии в дальнейшем изменение диэлектрических свойств происходит менее интенсивно (см. рис. 5.13). Количество сорбированной среды непосредственно влияет на значения диэлектрических характеристик [123] (см. рис. 5.14). Увеличение влажности стеклопластика до 0,5-0,8% приводит к практически линейному возрастанию е и tg5. Дальнейшая сорбция несколько снижает скорость изменения этих характеристик. [c.126]

Образование агрегатов наблюдалось экспериментально при сорбции паров в ряде полимеров [41, 280, 288, 349, 353]. То, что действительно происходит образование агрегатов молекул, следует из подробного анализа изотермы и температурной зависимости сорбции 141, 349] и заметной опалесценции, которая часто наблюдается в прозрачном образце, в котором происходит диффузия пара [41, 218]. Эта опалесценция обусловлена гетерогенной природой смеси. На основании изучения диэлектрических свойств Вейт [3331 установил образование агрегатов воды в полистироле. [c.268]

Известно [61], что молекула воды специфически связывается с пигментами при сорбции, влияя на состояние молекул пигментов в кристалле и претерпевая сильное возмущение. Согласно данным по инфракрасным спектрам, полученным А. Н. Сидоровым, симметрия молекулы воды, внедренной в кристаллы хлорофилла, нарушена из-за образования неэквивалентных водородных связей. В случае аморфных образцов пигментов симметрия молекулы воды сохраняется и молекула не испытывает такого сильного возмущения, как в кристаллах [61 ]. Роль воды, сорбированной на кристаллах пигментов, в явлении фотоиндуцированного парамагнетизма при освещении хлорофилла и хлорофиллида в присутствии слабых акцепторов электронов может заключаться в облегчении переноса (разделения) электронов от фотовозбужденных молекул пигментов к акцепторам. Это свойство воды связано, вероятно, со способностью ее молекул к ассоциации и с ее диэлектрическими свойствами (высокое значение г). [c.455]

Таким образом, увеличение диэлектрической проницаемости полимера как вследствие сорбции небольших количеств полярных примесей, так и при переходе от неполярных полимеров к полярным сопровождается резким ростом электрической проводимости вследствие увеличения степени диссоциации ионогенных веществ. Ионогенами в полимерах могут быть кроме воды остатки катализаторов, специальные добавки, вводимые для стабилизации, окрашивания и придания других свойств полимерам. Не исключена диссоциация и макромолекул, если они содержат легкодиссоциирующие карбоксильные, гидроксильные и другие полярные гругшы. В работе [40] изучалась электрическая проводимость пленок полиэтилена высокого давления до и после экстракции из них ароматических примесей типа антрацена. Оказалось, что при комнатной температуре такая очистка сопровождается уменьшением у от 2-10- до 2-10- См/м, т. е. в 100 раз. [c.58]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология