Термины, связанные с цементом. Механическое перемешивание

Главная --> Справочник терминов

Механическое перемешивание Давление, механическое напряжение, модуль упругости и др.

Протекание химических реакций в полимерах при действии механических напряжений характерно для условий переработки полимеров. Действительно, если механически перемешивать воду или бензол в какой-либо емкости, то никаких химических изменений в них не происходит. Ускоряется лишь перемещение их молекул друг относительно друга. При механическом же перемешивании полимеров (на вальцах, в смесителях, в экструдерах и др.) происходит разрыв химических связей в макромолекулах и в результате инициируются химические реакции. Механические воздействия на низкомолекулярное вещество или олигомер приводят к разрушению слабых физических взаимодействий между его молекулами, которые легко преодолеваются механическими силами. Если же молекулы той же химической природы велики (макромолекулы полимеров), то суммарная энергия слабых физических взаимодействий между звеньями макромолекул становится больше энергии химической связи в главной цепи. И тогда механическое напряжение, приложенное к полимеру, вызовет разрыв более слабой связи, которой в данном случае окажется химическая связь в цепи макромолекулы. Так произойдет химический разрыв макромолекулы под влиянием механического воздействия. Очевидно, механодеструкция будет проходить до тех пор, пока сум-

марная энергия физических межмолекулярных взаимодействий звеньев цепи макромолекулы не станет равной энергии химической связи в цепи. Тогда механическое напряжение будет преодолевать эти физические взаимодействия и молекулы начнут смещаться друг относительно друга без нарушения их химической структуры, т. е. будет иметь место такая же картина, как и при перемешивании низкомолекулярных веществ.

Механическое напряжение оказывает сложное слияние па скорость реакций окисления полимера. На стадии инициирования в индукционном периоде напряжение приводит к снижению энергии активации, и тем в большей степени, чем ныше о, причем в первую очередь активируется распад наиболее слабых связей.

С понижением температуры механическое напряжение,

Анализ профиля краев при использовании фоторезистов Waycoat 1C KodaK [42] показал, что степень подтравливания зависит от [HF] и полярной компоненты поверхностного натяжения, но совсем не зависит от [Н3О]+ [142]. Механическое напряжение в слое резистч может быть причиной дефектов из-за потери адгезии на поверхности, защищенной резистом [19].

Этот процесс, вероятно, усиливается взаимодействием полярных водных растворов травителей с поверхностью подложки резиста, которое вызывает отслаивание пленки резиста от подложки. К этому же приводит также набухание полимерной пленки (с уменьшением толщины пленки адгезия возрастает) и механическое напряжение в слое пленки. У негативных резистов уп = 1,0 — 2,6 кН/м, в то время как позитивные резисты характеризуются значениями у" = 6,0 — 10,6 кН/м. Значения уд Для обоих типов резистов лежат в интервале 30 — 33 кН/м [142, 143]. Существуют зависимости между смачиваемостью поверхности полимера и его температурой стеклования 7'с [144].

о — механическое напряжение

частот и амплитуд. Поэтому мы рассмотрим только простейший случай, когда механическое напряжение меняется по закону синусоиды, т. е. когда

Расчеты, проведенные для предельно ориентированных полимеро» достаточно большой молекулярной массы, показали, что значения Uu близки к энергии химической связи между атомами главной цепи макромолекулы и совпадают со значением энергии активации термической ^деструкции соответствующего высокомолекулярного соединения. Следовательно, в этих условиях, когда в максимальной степени проявляется совместное действие межмолекулярных сил и суммарный эффект их превосходит прочность валентных связей, . разрушение образца происходит вследствие разрыва валентных связей макромолекулы**, оно может быть рассмотрено как процесс термической деструкции, локализованной в небольшой части полимерного тела и ускоренной механическими напряжениями (чем больше а, тем меньше U и tA). Другими словами, механическое напряжение «помогает» тепловому движению, которое стремится разорвать связи между атомами. При случайном концентрировании избытка тепловой энергии на определенной связи или при повышенных температурах разрыв происходит без такой «помощи».

В предельном случае, когда макромолекулы почти полностью выпрямлены и ориентированы, полимер представляет собой за-стеклованное анизотропное твердое тело (механическое стеклование), т. е. в этом отношении механическое напряжение действует аналогично понижению температуры.

Часто бывает достаточно периодически встряхивать содержимое колбы, од механическое перемешивание практически болео удобно. Ксли в конце реакции е по нужно нагревать, то встает вопрос, как долго после окончания прибавления агентов следует выдерживать или перемешивать смесь- Этот период не следует слип растягивать, во всяком случае не оставлять па ночь. Часто рекомендуют выжда1 прекращения выделения хлористого водорода. Однако полное прекращение выдел» хлористого водорода, особенно при повышенных температурах, почти никогда ECI стигаегся. Прп исследовании условий синтеза кегонов [405] устцновлеяа возможщ протекания нежелательных побочных реакций. Так, для ацетофепона длительно? греианме реакционной смеси с обратным холодильником приводит к образова высококипнщих продуктов, в основном Е дилнону, 1СдН5 — С(СНЭ)=СН — СО— СД Образование дипнопа из двух молекул эцотофенона, вероятно, аналогично сиа бензальацетсфенона из смеси ацетофенона, бе нз альдегид а и А[С13 в сероугле (ылход 90% от теоретического). Имеются данные о том, что при использов^ недостаточных количеств А1С13 доля побочных реакции повышается, напръ упомянутое вытгтс образование днннона.

Перемешивание является фактором, не только ускоряющим реакцию, но подчас и обусловливающим возможность ее проведения, особенно в тех случаях, когда реакция проходит н среде двух или более фаз.\ Очень важно хорошо перемешивать реакционную смесь в том случае, когда один из реагентов прибавляют к реакционной смеси постепенно, из капельной воронки, так как это позволяет избежать местных перегревов и местного увеличения концентрации. Равномерная!концентрация реагентов в реакционной массе имеет решающее значение для управления реакцией. Перемешивание с помощью палочки или мешалки от руки можно применять только там, где реакция идет достаточно быстро и проводится в открытых сосудах. Значительно чаще применяют механическое перемешивание.

Технический продукт очищают нагреванием с концентрированной серной кислотой на водяной бане. На 100 мл тетрахлорэтана берут 8— 10 мл концентрированной серной кислоты. Для лучшего промывания применяют механическое перемешивание. После декантации сливают верхний слой тетрахлорэтана; эту операцию повторяют до тех пор, пока кислотный слой не станет бесцветным или почти бесцветным. Затем тетра-хлорэтан перегоняют с водяным паром, сушат хлористым кальцием или прокаленным карбонатом калия и перегоняют, собирая фракцию, кипящую при 145—147°.

Реакцию Гриньяра проводят в колбе с хорошо действующим обратным холодильником и капельной воронкой. При работе .с большими количествами следует применять механическое перемешивание. Как холодильник, так и капельная воронка должны быть закрыты хлоркальцие-выми трубками.

1. Время гидролиза можно сократить, применив интенсивное механическое перемешивание.

Метод термического сжигания применим не только к отработанным газам и к загрязненному воздуху. Во многих случаях сжигание сточных вод является единственно правильным с экономической точки зрения решением. Жидкие отходы распыляют в камере сжигания либо сразу, либо после добавления горючего (если отходы сами по себе не горят) при 200 °С и затем сжигают. Теоретически смесь, состоящая примерно из 18% фенола и 82% воды, сама поддерживает горение при 760°С [17]. Однако растворимость фенола в воде в обычных условиях составляет примерно 10% н поэтому при высоком содержании фенола необходимо эффективное механическое перемешивание.

Примечания. 1. Во время первой стадии синтеза — реакции восстановления— следует время от времени взбалтывать смесь, чтобы избежать накопления сернистого ангидрида или могущего образоваться бромистого сульфурила; из-за их накопления реакция внезапно может пойти слишком бурно, лесмотря на перемешивание жидкости поступающим газом. При проведении синтеза с большими количествами реагентов (десяти-двадцатикратными) рекомендуется применять механическое перемешивание в колбе с обратным холодильником.

Другим методом, компенсирующим недостатки полимеризации в блоке, является суспензионная полимеризация. В этом случае мономер суспендируют (обычно в вакууме), а не растворяют в инертном растворителе. Для поддержания мономера в состоянии суспензии в форме капель, каждая из которых как бы представляет небольшую самостоятельную систему, в которой осуществляется блок-полимеризация, используются такие стабилизирующие агенты, как крахмал. Чтобы поддерживать жидкость в состоянии суспензии, требуется механическое перемешивание, н в конце полимеризации полимер обычно получают в виде мелких, очень легко фильтрующихся и удобных в обращении гранул. Необходимо тщательно вымыть и высушить полимер для удаления следов стабилизатора суспензии и реакционной среды (обычно воды).

Механическое перемешивание было применено при восстановлении 4-ацилрезорцинов [12а] в соответствующие ал-килрезорцины, но в большинстве случаев достаточное ксре-мелгиианис достигается кипячением смеси.

Реакцию можно проводить под тягой в открытом сосуде без обратного холодильника. Наиболее пригодны платиновые сосуды, но можно применять также и медные [1831. Сосуд с кислотой, подлежащей циклизации, нзнешивают на технических весах и добавляют R него из перевернутого баллона через медную трубку от 7 до 30 весовых частей фтористого водорода (в расчете на вес кислоты). Для уменьшения сильного дымообразовання в результате испарения фтористого водорода можно предварительно охладить, баллон до 5". Нсли кислота сразу пе растворяется, нужно периодически перемешивать смесь металлическим шпателем. R случае особенно плохо растворимой кислоты может оказаться необходимым применить механическое перемешивание. Почти всегда происходит образование окрашенного растворимого комплексного соединения, и часто реакция заканчивается в течение 10—20 мин. Обычно целесообразно оставить смесь при комнатной температуре на несколько часов, так, чтобы большая часть избытка фтористого водорода испарилась. Этот процесс может быть

В 2-литровый стакан, снабженный сильной эффективной механической мешалкой, помещают 106 г (101 мл, 1 моль) свежеперегнан-ного бензальдегида, 117 г (1 моль) очищенного сухого цианистого бензила (примечание 1) и 650 мл 95%-ного этилового спирта (примечание 2). К смеси прибавляют по каплям при перемешивании раствор 7 г этилата натрия в 50 мл абсолютного этилового спирта (примечание 3). После прибавления 40—50 мл раствора смесь разогревается, становится мутной и затвердевает. Механическое перемешивание продолжают как можно дольше; затем содержимое стакана перемешивают от руки толстой стеклянной палочкой, чтобы разломать образующиеся комки. После этого смесь охлаждают в бане со льдом (примечание 4) и твердое вещество отфильтровывают. Фильтрат можно сохранить (примечание 5). Полученную белую массу промывают сперва дестиллированной водой (200 мл), а затем 95%-ным этиловым спиртом (50 мл), чтобы удалить не вступившие в реакцию исходные вещества. Нитрил сушат при 25°. Выход составляет 178—199 г (87—97% теоретич.); т. пл. 86—88°. Препарат достаточно чист для большинства целей. В результате перекристаллизации из 700 мл 95%-ного этилового спирта получают 170 — 187 г (83—-91% теоретич.) чистого бесцветного вещества с т. пл. 88° (примечание 6).

Межтрубного пространства Макромолекул относительно Месторождений природного Метальных радикалов Металлические материалы Металлических катализаторов Металлических предметов Металлического наполнителя Металлоор ганические