Главная --> Справочник терминов


Механические электрические пенно полимеризуется и переходит в коллоидное состояние — гель. При его высушивании образуется пористый продукт — силикагель. Размер и распределение пор, форма зерен силикагеля зависят от технологии его производства. Отечественная промышленность выпускает силикагели марок КСМ, МСМ, ШСК. Первая буква марки силикагеля указывает на размер зерен: К — крупный (2,7 — 7 мм), М — мелкий (0,25 — 2 мм), Ш — «шихта» (1,5 — 3,6 мм); последняя буква — на пористость силикагеля: М — мелкопористый; К — крупнопористый. Косвенной характеристикой размера пор может служить насыпная плотность: у мелкопористого она достигает 700 г/л, у крупнопористого — 400 — 500 г/л. Удельная поверхность пор в зависимости от марки составляет 100 — 700 м2/г. Механическая прочность выше у мелкопористого силикагеля. Качество силикагеля зависит, кроме того, от содержания примесей. Наличие в составе силикагеля оксидов металлов (алюминия, железа, магния и т. п.), являющихся активными катализаторами, вызывает нежелательные явления при регенерации — разложение адсорбированных веществ, образование смол, кокса и т. д., что резко снижает активность силикагеля.

В настоящее время разработаны также катализаторы прямой гидратации этилена на основе кремневольфрамовой кислоты, позволяющие снизить давление процесса до 15—25 am и повысить объемную скорость до 5000 ч—1 [20]. Производительность таких катализаторов достигает 400—500 г/л катализатора в час при времени работы 800ч. Недостатками этих катализаторов являются невысокая механическая прочность и способность к разбуханию в присутствии водяных паров, а также необходимость восстановления водородом.

Важное значение для катализа имеют форма и размеры зерна ионита. В зоне реакции между раствором и зернами ионита, а также между самими зернами создается некоторое трение. Стойкость ионита к истиранию определяется в основном формой его зерна; неправильная форма частиц приводит к большим потерям ионита в процессе эксплуатации. Правильная сферическая форма частиц имеет существенные преимущества перед неправильной: повышается механическая прочность зерен ионита и уменьшается их сопротивление потоку, т. е. улучшается их гидравлическая характеристика. Иониты в виде мелких зерен имеют большую механическую прочность, однако в этом случае возрастает их унос из аппарата.

Полиуретаны на основе кристаллизующихся полиэфиров имеют наибольшее сопротивление разрыву. Высокая механическая прочность их связана со способностью кристаллизоваться и ориентироваться при деформировании. Поэтому естественно, что при сопоставимой плотности энергии когезии прочность кристаллических (или потенциально способных кристаллизоваться при деформировании) полимеров всегда существенно выше, чем аморфных эластомеров. Однако попытки найти связь между температурой плавления кристаллических полиуретанов и такими свойствами, как сопротивление разрыву и раздиру оказались неудачными (табл. 4). Вероятно, объяснение этому факту следует искать в том, что на повышение прочности оказывает влияние только лишь кристаллизация, которая развивается непосредственно в процессе деформирования эластомера. Наглядной иллюстрацией сказанного является сравнение свойств полиуретанов на основе полидиэтилен- и полиэтиленадипинатов: последние кристаллизуются уже при растяжении на 50%.

Создание новых катализаторов оказалось возможным в результате изучения закономерностей формирования и разрушения фосфатных катализаторов [37—40]. После осаждения компонентов и формования в гранулы эти катализаторы представляют собой рентгеноаморфную массу. В процессе активационной разработки происходит резкое изменение их удельной поверхности, укрупнение пор. Фазовый состав при этом практически не изменяется, и катализаторы представляют собой монофазную систему типа твердого раствора замещения. Механическая прочность даже при мягких режимах активационной разработки снижается на порядок. Использование специальных приемов позволило устранить факторы, снижающие прочность гранул, а введение добавок и новый способ приготовления обеспечили высокую активность катализатора.

Известно, что размер зерен промышленных катионитов составляет 0,3—1,5 мм. Поэтому слой катионита в реакторах создает большое гидравлическое сопротивление. При работе реактора частицы катионита легко увлекаются потоком продукта. Для предотвращения их уноса из системы требовались сложные, к тому же дающие большое дополнительное сопротивление специальные фильтры. Эти трудности были преодолены созданием нового катализатора с заданным размером частиц. Новый ионообменный катализатор может быть изготовлен в виде частиц любой формы и размеров, что позволяет допустить большие линейные скорости потоков продукта без больших гидравлических сопротивлений и без уноса катализатора из системы. Активность, механическая прочность и другие показатели нового катализатора выше, чем у стандартного катионита КУ-2.

Недостатки полистирола — невысокая механическая прочность (низкая ударная вязкость), низкая теплостойкость, а также склонность к старению. Повышению механической прочности способствует армирование полистирола стекловолокном.

Химическая стойкость, значение обменной емкости, селективность, механическая прочность и другие свойства ионитов зависят от природы и концентрации ионогенных групп, структуры макромолекул, прочности связи между полимером и ионо-генной группой. Поскольку макромолекулы ионитов имеют пространственное строение, растворитель вызывает только набухание ионита, степень которого определяется структурой полимера, природой и концентрацией ионогенных групп и составом раствора электролита. Как правило, иониты поликонденсационного типа имеют худшие показатели химической стойкости, чем иониты полимеризацион-ного типа.

Средняя механическая прочность, МН/м2 ... 60-90 • 90 50 70 55

при 350 °С, см3/г катализатора в час 1,0—1,3 1,30 Механическая прочность

Механическая прочность

Более того, и это особенно интересно, свойства этой искусстве иной природы оказываются столь же разнообразными, неожиданными и неисчерпаемыми, как и свойства природы «обычной», и этим синтетические органические соединения принципиально отличаются от других классов искусственных объектов. В самом деле, механические, электрические, логические структуры, создаваемые человеком, могут быть очень сложны и совершенно непохожи на природные объекты. По при

и электрического сопротивления lg р. Рис „ 6 Два типа темпера-Если во всех экспериментах при- турных зависимостей физиче-меняется один и тот же режим охла- ских свойств полимеров при ждения (непрерывный или с остановка- пеР^°^,,„и,3 ми), то положение области стеклова- ~ """" ния на температурной шкале для всех свойств совпадает и не зависит от частоты механических или ультразвуковых колебаний. Вообще механические, электрические и другие виды силовых воздействий из-за самой природы структурного стеклования не влияют на Тс, если эти внешние воздействия достаточно малы. При оценке многих механических воздействий, например при измерении модулей упругости, необходимо считаться с тем, что только малые напряжения и деформации практически не влияют на структуру полимеров и, следовательно, на температуру стеклования.

Книга является пособием для изучения курсов по механике, физике и физической химии полимеров. В ней отражены наиболее важные разделы науки о полимерах: их молекулярное строение, физические состояния, полиморфные и фазовые превращения, механические, электрические, оптические и теплофизические свойства. Детально рассмотрены вопросы статистической физики полимеров, термодинамики полимерных сеток, особенности ориентированного состояния полимеров, релаксационные явления и др. 1704060000—370 ББК 22.31

Наша книга не претендует на охват всех разделов физики и механики полимеров. В трех ее частях представлены наиболее важные сведения о строении и свойствах полимеров. В первой рассмотрены строение, физические состояния, кристаллизация и стеклование как основные фазовые и релаксационные переходы, статистическая и молекулярная физика макромолекул и полимерных сеток, а также некоторые вопросы термодинамики механических свойств полимеров: Во второй рассмотрены механические, электрические, магнитные и оптические свойства, относящиеся к релаксационным явлениям в полимерах. В третьей представлены важнейшие тепловые и механические свойства, связанные с прочностью и разрушением, а также с трением и износом полимеров.

Физика и механика полимеров широко использует идеи и методы физики твердого тела, физики жидкого состояния, термодинамики и статистической физики. Так, например, и физику твердого тела, и физику полимеров интересует связь между физическими свойствами и строением веществ. Любые твердые тела, в том числе и полимеры, представляют собой сложные системы, из которых можно выделить ряд важнейших подсистем (решетка, атомы с соответствующими электрическими квадрупольными и магнитными моментами ядер, электроны и ядра с соответствующими спинами, фононы, атомные группы, сегменты, макромолекулы и др.). Хотя указанные подсистемы связаны между собой, различные силовые поля (механические, электрические и магнитные) воздействуют на них не одинаково. Этим определяется эффективность изучения взаимосвязи строения и физических свойств различных твердых тел методами электронного парамагнитного и ядерного магнитного ре-зонансов (ЭПР и ЯМР), диэлектрическими и ультразвуковыми методами.

5.1. Механизмы процессов Различные физические свойства полиме-релаксации в полимерах ров (механические, электрические, маг-5.2. Релаксационные переходы F v ' \

разрывом химических связей в главной цепи полимерной молекулы. Такие процессы называют реакциями деструкции полимеров. При деструкции понижается молекуля рная масса, изменяется структура, а также физико-химические, механические, электрические и другие свойства полимеров. Деструкция полимеров происходит под действием тепла, света, ультразвука, окисления, радиационного облучения, механических воздействий и других факторов.

•" Более того, и это особенно интересно, свойства этой искусственной природы оказываются столь же разнообразными, неожиданными и неисчерпае-ifXtoai, как свойства «обычной» природы. Это и составляет принципиальное вЙШчие синтетических органических соединений от других классов искусст-ввЙЙЫХ объектов. В самом деле механические, электрические или логические Структуры, создаваемые человеком, могут быть беспрецедентно сложными, не имеющими прототипов в Природе. Но при всей их сложности никаких ка-4е*ИЪенно новых свойств, которые не могли быть предположены на стадии проекта, в них обнаружиться не может, поскольку они проектировались и со-вввались для совершенно определенных целей.

значение коэффициентов проницаемости изменяется в широких пределах в зависимости от природы полимера. Внимательное изучение данных табл. 31 показывает, что газопроницаемость зависит от тех же структурных особенностей полимера, которые определяют механические, электрические и другие их свойства, т. е. от гибкости цепи, фазового и физического состояния полимеров, плотности упаковки макромолекул. Из табл. 31 видно, что наибольшей проницаемостью обладают аморфные полимеры с очень гиб-ними цепями, находящиеся в высокоэластическом состоянии. Кристаллические полимеры (гуттаперча, полиэтилен) обладают значительно меньшей газопроницаемостью. Очень малой газопроницаемостью обладают высокомолекулярные стеклообразные полимеры с жесткими цепями- По мере уменьшения гибкости цепи газопроницаемость закономерно уменьшается.

-•' Более того, и это особенно интересно, свойства этой искусственной природы оказываются столь же разнообразными, неожиданными и неисчерпае-1*йии, как свойства «обычной» природы. Это и составляет принципиальное (Яййчие синтетических органических соединений от других классов искусственных объектов. В самом деле механические, электрические или логические е*руггуры, создаваемые человеком, могут быть беспрецедентно сложными, не имеющими прототипов в Природе. Но при всей их сложности никаких ка-<бегаенно новых свойств, которые не могли быть предположены на стадии Проекта, в них обнаружиться не может, поскольку они проектировались и со-ИВавались для совершенно определенных целей.

Тщательная очистка и сушка полимеров очень важны, прежде всего для их анализа. Кроме того, различные примеси сильно влияют на механические, электрические и оптические свойства полимеров. Наконец, загрязнение может вызвать и ускорить процессы деструкции и сшивания.




Межатомного расстояния Международной заместительной Макромолекул образующих Межфазного натяжения Межмолекулярных взаимодействий Межмолекулярной ассоциации Межмолекулярное притяжение Межмолекулярному взаимодействию Межструктурной пластификации

-
Яндекс.Метрика