Термины, связанные с цементом. Адсорбцию полимеров

Главная --> Справочник терминов

Адсорбцию полимеров Свойства фаолита. Фаолит — кислотостойкая пластическая масса. Он стоек к действию фосфорной, соляной, серной и даже плавиковой кислот, органических кислот, многих органических жидкостей (бензол, формалин, дихлорэтан), минеральных масел. Свойства фаолита в большой степени зависят от вида асбеста. Так, антофиллитовый асбест придает ему высокую кислотостойкость, низкую адсорбционную способность и малую механическую

дорода), которое могло бы быть адсорбировано при том же парциальном давлении. Таким образом, в присутствии водорода высокого давления поглотительная способность адсорбента уменьшается примерно в 2 раза [24]. С целью повышения степени очистки от азота, расчетную длину (высоту) адсорбера увеличивают на величину слоя адсорбента, при котором он остается ненасыщенным. Адсорбционную способность силикагеля или активированного угля периодически восстанавливают путем регенерации, которую проводят откачкой газа, поглощенного адсорбентом, с подогревом последнего до 100— 200 °С или продувкой адсорбента чистым водородом.

к внутренней трубе; холодная поверхность этой трубы повышает адсорбционную способность поглотителей.

В какой-то мере выбор сорбента может быть предсказан заранее. На практике в первую очередь нужно исходить из свойств разделяемых соединений: их растворимости (гидрофильность, гидрофобность), содержания и характера функциональных групп. Насыщенные углеводороды адсорбируются слабо или совсем не адсорбируются. Введение двойных связей, особенно сопряженных, увеличивает адсорбционную способность соединений. Функциональные группы еще в большей степени усиливают способность вещества к адсорбции. Адсорбционная способность функциональных групп увеличивается в следующем порядке:

Кварц, способный образовывать хиральные кристаллы, имеет разную адсорбционную способность по отношению к оптическим антиподам; таким путем удалось получить в оптически активной форме ряд неорганических комплексных соединений, но попытка расщепления бутанола-2 и других органических соединений успеха не имела [70].

Истинное объяснение наблюдавшихся фактов, как установили Хорнер и Хофер при повторении опытов Г. Камая, оказалось, однако, совсем иным. Чтобы увеличить адсорбционную способность кварца, Камай помещал в колонку мелкоразмолотый кварц. При пропускании раствора через колонку мельчайшие частицы кварца вымывались, образуя суспензию. Именно эти частицы и давали оптическое вращение при измерении: постепенно они оседали и таким образом имитировали рацемизацию.

Льюис с сотрудниками исследовали адсорбционную способность активированных углей и силикагелей различных марок и адсорбционное равновесие пропан-пропиленовой, этилен-ацетиленовой и некоторых других углеводородных смесей [7, 8, 9]. В результате этих исследований было сделано несколько практически важных выводов: 1) адсорбционная способность по углеводородам активированных углей больше, чем силикагелей; 2) если необходимо разделить углеводороды, различающиеся по своей структуре и полярности, то предпочтительнее применять силикагель вследствие лучших избирательных свойст; наоборот, чтобы разделить компоненты смеси, одинаковые по своей структуре, но различающиеся по молекулярному весу, нужно применять уголь.

Процесс адсорбции экзотермичен. Выделяющееся при адсорбции тепло разогревает уголь и снижает его адсорбционную способность;

цесса (адсорбция) и уголь насыщен углеводородами, адсорбер переключают на десорбцию, во время которой уголь нагревается острым перегретым паром и из него в токе пара удаляются адсорбированные углеводороды. Однако в период десорбции в результате контакта с паром уголь увлажняется; влажность отрицательно влияет на адсорбционную способность угля. Чтобы подготовить адсорбент ко вторичной адсорбции, адсорбер переключают на третью стадию — сушку, осуществляемую нагретым воздухом или отбензиненным газом. В результате сушки влажность угля снижается с 7—10 до 1—2%.

После стадии сушки температура в слое угля составляет 70— 90° С. Чтобы ее понизить и тем самым увеличить адсорбционную способность угля, адсорбер переключают на последнюю, четвертую стадию — охлаждение путем продувки холодным воздухом или газом.

Изчожениые теории катализа рассматривают прежде всего структуру катализаторов, ие касаясь вопроса о при чинах образования хемосорбцнонной связи между pea тентами и катализатором Разрешением этого вопроса занимается электронная теория катализа [3, 4]. В зави симости от эчектронного строения катализаторы обладают электроиодонорпым ичи электроноакцепторным характером, который определяет их адсорбционную способность Наличие незаполненных орбит обусловливает адсорбцию нуклеофильных веществ, например водорода, отсутствие электронных вакансий при наличии свободных электронов валентности придает катализатору спо собность к адсорбции электрофильиых веществ, например кислорода С этим фактом связана возможность использования в качестве катализаторов полупроводников, характер которых можно определить, исходя из типа присущей нм проводимости — электронной или «дырочной». Благодаря специфической электронной

другие свойства. Процессы адсорбции играют существенную роль не только в комплексе конечных физико-химических и физико-механических свойств полимерных материалов, но и в ходе формирования полимерного материала, при его переработке или синтезе в тех случаях, когда эти процессы протекают в присутствии твердых тел иной природы—наполнителей, пигментов, на поверхности металлов, стекла и др. Образование клеевых соединений, нанесение лакокрасочных покрытий и ряд других технологических процессов включают в себя как первую стадию адсорбцию полимеров на поверхности. Отсюда вытекает важная роль исследования процессов адсорбции полимеров на твердых поверхностях в большинстве технологических процессов.

зи с задачами, возникшими при создании наполненных и армированных полимерных материалов. Поэтому адсорбцию полимеров из растворов можно рассматривать так же, как один из важнейших разделов физической химии наполненных полимеров [1, 2, 18]. Однако до сих пор в мировой литературе отсутствует обобщение накопленных экспериментальных данных и теоретических представлений, за исключением уже старого обзора [39]. Такое обобщение является весьма желательным как с общетеоретической точки зрения, если иметь в виду, что специфические свойства макромолекул могут претерпевать существенные изменения в адсорбционном слое, так и с точки зрения установления общих закономерностей адсорбции и десорбции полимеров на твердых телах и выяснения отличий этих процессов от наблюдаемых для низкомолекулярных веществ [40].

Природа растворителя — один из наиболее важных факторов, определяющих адсорбцию полимеров. Действительно, конформация полимерной цепи в растворе существенно зависит от природы растворителя. Растворитель определяет как размеры макромолекулы в растворе, так и асимметрию полимерного клубка. В свою очередь, это обусловливает условия контакта полимерной молекулы с поверхностью, возможность ориентации макромолекул на поверхности, структуру адсорбционного слоя и пр. Большое значение имеет адсорбция поверхностью самого растворителя, которая иногда может быть преимущественной и, таким образом, создавать неверное представление о возможном характере взаимодействия полимерной молекулы с поверхностью адсорбента.

Говард и Конелл [84], наряду с изучением адсорбции сополимеров окиси этилена на твердых поверхностях из различных растворителей, экспериментально определяли сродство последних к применяемым адсорбентам. Адсорбцию полимеров окиси этилена на аэросиле проводили из хлороформа,

Кроме того, был определен параметр взаимодействия полимер — растворитель, который изменяется в ряду: хлороформ > бензол > > диоксан > метанол. Сопоставление величин, характеризующих термодинамическое качество растворителей и адсорбцию полимеров из них, не обнаруживает четкой связи между ними. Это объясняется тем, что при рассмотрении зависимости адсорбции от природы растворителя необходимо учитывать степень взаимодействия растворителей с адсорбентом.

Сравнение величины адсорбции из этих двух растворителей показывает, что в данном случае на адсорбцию оказывает большое влияние взаимодействие адсорбент — растворитель. Причины, объясняющие отсутствие адсорбции полимеров из диоксана, не рассматриваются. Исследуя адсорбцию полимеров окиси этилена на пористом адсорбенте (древесном угле), авторы установили, что адсорбция возрастает в следующем порядке: вода > метанол > бензол >дио-ксан > хлороформ > ДМФ. Как видно, порядок в ряду изменяется по сравнению с адсорбцией этого же полимера на аэросиле, но наблюдается связь адсорбции с термодинамическим качеством растворителя в случае высокого молекулярного веса полимера: адсорбция из лучшего растворителя (хлороформа) меньше, чем из худшего (метанола).

Стромберг и Клайн [731 изучали влияние термической обработки стекла и кремнезема на адсорбцию полимеров и показали, что обработка стекла не приводит к изменению адсорбции (рис. 55, а). Очевидно, это связано с тем, что ампулы с обработанным стеклом отпаивали на воздухе и затем заполняли раствором полимера. Адсорбент, вероятно, адсорбировал из воздуха воду. Перкель и Уль-

имодействовать с протонизированны-ми атомами водорода гидроксильных групп поверхности [1181. А. В. Киселев и сотрудники [46, 133, 134, 135] систематически исследовали влияние химии поверхности адсорбентов на адсорбцию полимеров из растворов. Они рассмотрели как влияние модифицирования поверхности высокодисперсных твердых тел, так и влияние химической природы частиц наполнителя на характер адсорбции. На рис. 57 представлена адсорбция полинеопентилфталата из растворов в гептане на различных адсорбентах [133].Прежде всего нужно отметить, что прокаливание аэросила при 700° С снижает величину адсорбции на 20%. Величина удельной поверхности аэросила после термической обработки практически не меняется. Снижение адсорбции обусловлено, по мнению авторов, частичным удалением при прокаливании с поверхности аэросила гидроксильных групп.

Таким образом, термическая обработка поверхности некоторых адсорбентов сильно повышает адсорбцию полимеров из растворителей, молекулы которых сами специфически взаимодействуют с гидроксильными группами (спирты, кетоны, эфиры, ароматические углеводороды). Для более инертных растворителей, например насыщенных углеводородов, удаление гидроксиль-ных групп с поверхности может привести к снижению адсорбции. Как видно из рис. 59, величины адсорбции полимера на минеральных адсорбентах (широкопористом силикагеле, аэросиле, каолинах) близки между собой [ 138 ]. Заметные различия наблюдаются в величинах адсорбции

ванной саже и кремнеземе. К сожалению, какие-либо выводы о влиянии химической природы поверхности на адсорбцию в этом случае сделать трудно, так как поверхность адсорбентов подвергалась различной обработке. Очевидно, для однозначного вывода о влиянии химической природы поверхности на адсорбцию полимеров необходимы дополнительные исследования. Тем не менее, результаты исследований [75, 79, 133 — 135] отчетливо показывают, что химическая природа адсорбента и, особенно, модификация его поверхности (термическая, химическая) оказывает сильное влияние на адсорбцию полимеров из растворов.

Изучено влияние на адсорбцию полимеров степени модифицирования поверхности наполнителей различными ПАВ 1144, 145]. Из зависимости величины адсорбции перхлорвиниловой смолы из толуола от степени модифицирования железной лазури различны-

Активности катализаторов Активности органических Активности соединения Альдегиды окисляются Альдегиды вторичные Альдегида образуется Альдегида примечание Альдегидов альдегиды Абсорбционная спектроскопия