|
|
|
Главная --> Справочник терминов Роторного испарителя Вязкое течение. Вязкое течение определяется самым медленным Яз-процессом, когда все физические узлы молекулярной сетки эластомера (структурные микроблоки), в том числе и самые прочные ta-узлы, разрушаются в процессе течения. Вязкость эластомеров измеряется на ротационном вискозиметре в области малых скоростей деформации. Как следует из данных, приведенных на рис. 12.8, температурный коэффициент логарифма вязкости в уравнении л^'По exp [U[(kT)] не зависит от напряжения сдвига в исследуемом диапазоне. Энергия активации вязкого течения эластомера СКС-30 равна 55,5 кДж/моль, а для СКМС-10 она равна 52,5' кДж/моль. Эти значения практически совпадают с энергиями активации их Я-процессов релаксации. 12.2.2. Долговечность и разрывное напряжение эластомеров 2. Эластичность в полимере в отличие от низкомолекулярных жидкостей приводит к постепенному нарастанию напряжений. На рис. 11.9 показано, как нарастают напряжения сдвига в системе, когда в ротационном вискозиметре мгновенно задается определенная скорость вращения цилиндра. В низкомолекулярной жидкости, когда эластические деформации отсутствуют, сразу после включения мотора устанавливается предельное напряжение сдвига (показано пунктиром). В расплаве (или растворе) полимера напряжения возникают постепенно в соответствии с постепенным развитием Основными свойствами невысыхающих герметиков, определяющими их поведение в период герметизации и эксплуатации, являются вязкость (мягкость, пластичность, консистенция) и адгезия (липкость, клейкость, сцепляемость) к различного рода поверхностям [46—55]. Знание реологических свойств и поведения герметиков в процессе самой герметизации и в условиях эксплуатации позволяет правильно выбрать технологию герметизации и соответствующее оборудование. Знание адгезионных свойств позволяет произвести сравнительную оценку различных герметиков и выбрать тот, который будет наиболее эффективен для данной конкретной конструкции. Так, исследование герметиков УМС-50 и УМ-40 на основе полиизобутилена на ротационном вискозиметре типа РВ-8 в интервале температур от —50 до 80 °С дало возможность вывести- формулу для расчета вязкости Такое повышение температуры наиболее сильно может сказаться в ротационном вискозиметре, в котором материалы подвергаются сдвигу в течение более длительного времени, чем в капиллярном. Вельтман предложила метод36, который позволяет учитывать изменение температуры в ротационном вискозиметре. Она показала, что в некоторых случаях снижение напряжения сдвига вследствие увеличения температуры и уменьшения вязкости ошибочно принимали за тиксотропию. Кроме того, * Рассуждения автора, касающиеся временных эффектов, наблюдаемых при течении полимеров, не строги. Вследствие того что расплавы обладают не только вязкостными, но и упругими, и прочностными свойствами, неустановившиеся напряжения, измеряемые в ротационном вискозиметре в условиях постоянной скорости сдвига, отнюдь не характеризуют вязкости, так как, вообще, само понятие о вязкости для таких систем, как расплавы полимеров, достаточно строго может быть сформулировано лишь для установившегося режима течения. Подробнее об этом см. в работах Г. В. Виноградова с сотрудниками [ДАН СССР, 148, №2, 369 (1963); Высокомол. соед., 6, № 8, 1515 (1964); Прикладная механика и техническая физика, № 5, 66 (1964)], посвященных реологии расплавов полимеров.—Ярил. ред. суспензиях и гелях. Однако очень мало работ посвящено изучению влияния длительности воздействия на вязкость расплавов полимеров. Бухдаль4, замеряя вязкость полистирола на ротационном вискозиметре, нашел, что при постоянном напряжении сдвига и температуре ниже 200 °С происходит заметное снижение вязкости в течение 15 ч. При температурах выше 200 °С временная зависимость вязкости исчезает. Дайнес и Клемм, исследуя полиэтилен при 130 °С на сдвиговом вискозиметре типа плоскость—плоскость, получили следующие данные7: Макромолекулы под действием напряжения сдвига деформируются. Время, необходимое для уменьшения величины деформации приблизительно на 30% от своего первоначального значения, называется временем запаздывания. Декстер6, исследуя полиэтилен на ротационном вискозиметре, нашел, что время запаздывания с увеличением напряжения сдвига и температуры уменьшается, причем с изменением напряжения сдвига—по экспоненциальному закону. Например, время запаздывания при температуре 210 °С с уменьшением напряжения сдвига от 1,5хЮ5 до 6хЮ3 дин/см2 увеличивается с 0,05 сек до 10 сек, т. е. с уменьшением напряжения сдвига в 25 раз время запаздывания возрастает в 200 раз. Р — Р (Y — ?0 ПРИ V = Юа — Ю"1 сек'1 для бутадиен-стирольного каучука62. Интересно, что последовательные испытания одного и того же образца дают значения напряжения сдвига, удовлетворительно совпадающие друг с другом. (Эксперименты проводились110 на ротационном вискозиметре РВ-2.) Измерения вязкости эмульсий проводили на вискозиметрах трех типов. На рис. 1 приведены кривые течения эмульсий с разным объемным соотношением двух растворов, полученные на ротационном вискозиметре типа конус — плоскость Ферранти — Ширли. Соотношение между значениями вязкости двух чистых растворов полимеров при низких скоростях сдвига составляет приблизительно 3; при больших скоростях сдвига оно уменьшается до 2. Рис. 200. Поведение эллипсоидных молекул полимера в ротационном вискозиметре [29] а — в состоянии покоя: б — при вращения Шерага и др. {29] рассматривали поведение в ротационном вискозиметре (при изменении скорости сдвига) растворов полимеров, молекулы которых имеют форму эллипсоида (рис. 200). Раствор полимера помещают между двумя цилиндрами. Когда оба цилиндра находятся в состоянии покоя, макромолекулы полимера не ориентированы в растворе (рис. 200, а). Если один из цилиндров приходит в движение сила сдвига ориентирует частицы полимера и заставляет жесткие эллипсоиды вращаться (рис. 200, б). Величина характеристической вязкости в этом случае также зависит от величины скорости сдвига. Так эмпирически было найдено, что в растворах такого полимера угол Кубовая жидкость колонны 2 насосом 10 через фильтр 9 подается в колонну 12 для выделения возвратного этилбензола. Пары этил-бензола из верхней части колонны конденсируются в конденсаторах 14 и 15; часть конденсата насосом 17 подается на орошение колонны в виде флегмы, остальное количество возвращается 'на дегидрирование. Кубовая жидкость колонны 12 проходит фильтр 18, где улавливаются частицы полимера, и насосом 19 подается в колонну 21 для выделения стирола-сырца. В колонне 21 отгоняются остатки этилбензола. Пары из верхней части колонны 21 конденсируются в конденсаторах 23 и 24; часть конденсата подается в колонну в виде флегмы, остальное количество этилбензола-рецикла возвращается в колонну 12 для выделения этилбензола. Кубовая жидкость колонны 21 — сырой стирол — подается в колонну 32. Из верха колонны 32 отбирается стирол-ректификат с чистотой 99,6—99,8% (масс.). Кубовая жидкость колонны 32 насосом 39 подается в пле-ночно-роторный испаритель 41, обогреваемый паром через рубашку. Отогнанные пары стирола конденсируются и возвращаются в колонну 32. Смола из куба пленочно-роторного испарителя стекает в сборник 46 и отправляется на переработку. В первую часть, посвященную описанию общих приемов ра-•боты, введены сведения о принципах подбора растворителей для перекристаллизации; описано приготовление пластинок для тонкослойной хроматографии на силикагеле и их использование для анализа смесей; дано описание роторного испарителя; приведены ссылки на доступные руководства, в которых более подробно рассматриваются соответствующие экспериментальные методы. В конце первой части приведен вопросник с целью проверки усвоения изложенного материала. Наиболее эффективными приборами, позволяющими быстро удалять растворитель из вытяжек, являются роторные испарители. Принцип, на котором основано их действие, заключается в увеличении поверхности испаряемой жидкости за счет вращения колбы, в которую помещена вытяжка. Одни из вариантов роторного испарителя показан на рис. 23. Резкое ухудшение эффективности колонки происходит при содержании жидкой фазы больше 30 вес.%. Можно использовать несколько методов нанесения покрытия на твердый носитель. Наилучшим из них является способ, связанный с использованием роторного испарителя. При этом точное количество жидкой фазы (приложение К) растворяют в соответствующем растворителе и помещают в круглодонную колбу, которую подсоединяют к роторному испарителю. Добавляют известное количество твердого носителя. После подсоединения роторного испарителя к вакууму колбу вращают до полного удаления растворителя. превышает 1%. Для полного фракционирования 100 г полимера требуется 10 л раствора. Система ввода образца автоматическая (используется таймер). Как правило, для введения образца используют систему петельного типа. Сбор фракций обычно осуществляется с помощью установленных электронных реле: через клапан с рядом отверстий элюат отводится в отдельные сборники. Отделение полимера от большого количества растворителя осуществляют с помощью вакуумного роторного испарителя, сконструированного таким образом, что в атмосфере азота в него непрерывно поступают новые порции фракционированного раствора. Для регенерации растворителя испаритель соединяют с холодильником, Получение жидкого метиламина. Помещают 200 г (5 А1) едкого натра в литровую вращающуюся колбу/ (см. рисунок) роторного испарителя 2, соединенного с обратным холодильником 4. Колбу с едким натром устанавливают на кипящей водяной бане 11, включают вращение и во вращающуюся колбу добавляют к щелочи из капельной воронки 5 раствор 250е Далее растворитель отгоняют в вакууме роторного испарителя руют с помощью роторного испарителя. В первую часть, посвященную описанию общих приемов работы, введены сведения о принципах подбора растворителей для перекристаллизации; описано приготовление пластинок для тонкослойной хроматографии на силикагеле и их использование для анализа смесей; дано описание роторного испарителя; приведены ссылки на доступные руководства, в которых более подробно рассматриваются соответствующие экспериментальные методы. В конце первой части приведен вопросник с целью проверки усвоения изложенного материала. Наиболее эффективными приборами, позволяющими быстро удалять растворитель из вытяжек, являются роторные испарители. Принцип, на котором основано их действие, заключается в увеличении поверхности испаряемой жидкости за счет вращения колбы, в которую помещена вытяжка. Одни из вариантов роторного испарителя показан на рис. 23. Резкое ухудшение эффективности колонки происходит при содержании жидкой фазы больше 30 вес.%. Можно использовать несколько методов нанесения покрытия на твердый носитель. Наилучшим из них является способ, связанный с использованием роторного испарителя. При этом точное количество жидкой фазы (приложение К) растворяют в соответствующем растворителе и помещают в круглодонную колбу, которую подсоединяют к роторному испарителю. Добавляют известное количество твердого носителя. После подсоединения роторного испарителя к вакууму колбу вращают до полного удаления растворителя.  Результате соединения Результате сравнения Результате теплового Результате внедрения |
- |
Навигация