Главная --> Справочник терминов


Температуры температура От молекулярной массы зависят такие важные характеристики полимеров, как температуры текучести, стеклования и хрупкости, определяющие температурные интервалы переработки и эксплуатации полимерных материалов. В зависимости от различных внешних условий (температуры, наличия пластифицирующих сред, величины и скорости приложения нагрузки и т. п.)

Выше температуры текучести аморфный полимер ведет себя как жидкость. Отдельные макромолекулы совершают не только колебательные движения, вызванные свободным вращением сегментов, но и поступательные движения, скользя относительно друг друга. При понижении температуры до температуры текучести Тт происходит равномерное уменьшение объема полимера, характерное для жидкого состояния— сближение молекул и

Пластическая деформация заметно проявляется при температуре выше температуры Тс и становится преобладающим видом деформаций выше температуры текучести Тг Пластические деформации не сопровождаются изменением внутренней энергии твердого тела, поэтому не исчезают и после снятия напряжения. При пластических деформациях происходит скольжение макромолекул относительно друг друга и порядок их взаимного расположения существенно изменяется.

температуре под действием постоянного сжимающего усилия схематично показан на рис. 10. Такой прибор, называемый динамометрическими, или термодинамическими, весами*, напоминает аналитические весы с плечом 1 : 10. Одна чашка весов заменена цилиндрическим грузом, под которым на подъемном подвижном столике устанавливают образец испытуемого полимера (толщина 2—4 мм, диаметр 7 мм). При помощи регулирующего винта столик перемещают до соприкосновения с грузом. Нагрузку, вызывающую сжатие образца, можно изменять. Деформация регистрируется по отклонению стрелки, прикрепленной к концу коромысла весов. Столик с образцом заключен в термостат или криостат. Температура стеклования определяется на кривой «температура— деформация» как интервал перехода от подъема кривой к почти параллельному расположению ее вдоль оси температуры (см. кривую 2 на рис. 9). Выше температуры стеклования в полимере развиваются высокоэластические деформации. Одновременно при повышении температуры полимер приобретает все нарастающую пластичность. По достижении температуры текучести Тт необратимые (пластические) деформации становятся преобладающими.

не кристаллизуется, то деформация с температурой изменяется по кривой типа /. Выше температуры стеклования Тс наблюдается высокоэластическая деформация (высокоэластическое плато), а затем выше температуры текучести Гт начинается вязкое течение с накоплением необратимой деформации. Кривая 1 свидетельствует о том, -что полимер может находиться в трех состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Каждому состоянию соответствует свой тип деформации. В стеклообразном состоянии (малые напряжения) наблюдается только упругая деформация еупр с высоким модулем упругости (E = 20-10S — — 50-109Па). Такая деформация связана с изменением средних межатомных и межмолекулярных расстояний в полимере, а также с деформацией валентных углов макромолекул. При переходе через температуру стеклования к этой деформации добавляется обратимая высокоэластическая составляющая евэл, которая превосходит упругую составляющую в тысячи раз и характеризуется

модулем высокоэластичности Еъэл (105—106 Па). Выше температуры текучести наблюдается еще одна составляющая деформация— вязкая 8Вязк, которая приводит к постепенному накоплению остаточной деформации. В общем случае деформация полимера состоит из трех слагаемых: е = еупр + ЕВЭЛ + евязк, которые играют различную роль при низких и высоких температурах.

Наконец, если некристаллический полимер является макросет-чатым, то он характеризуется термомеханической кривой типа 3. Узлы сетки препятствуют относительному перемещению полимерных цепей. Поэтому при высоких температурах вязкого течения не наступает и полимер «не замечает» температуры текучести Гт. Температурная область высокой эластичности расширяется и ее верхней границей становится граница химического разложения полимера. Такими деформационными свойствами обладают, в частности, макросетчатые полимерные материалы типа резин. Эти материалы необычны по сочетанию ряда свойств. Они способны восстанавливать свою форму после разгрузки, как и упругие твердые тела, но по многим другим свойствам близки к жидкостям и газам. Так, низкомолекулярные жидкости и резины по-структуре— некристаллические тела. Их коэффициенты теплового расширения и сжимаемости близки между собой, но намного больше (на по-рядок-два), чем у твердых тел. Коэффициенты объемного термического расширения равны 3,6-10~3°С~1 для газов, 3 -f- 6-10~5 °С~' для металлов, но для жидкостей и резин они занимают промежуточное положение и практически совпадают между собой или близки (3-4-6-Ю-4 "С-1). Коэффициенты сжимаемости равны Ю~5 Па-1 для воздуха при давлении 9,81-К)-4 Па (1 атм), 10~и Па"1 для металлов, а для жидкостей и резин они близки и на два порядка величины отличаются от металлов (10~9 Па""1). Резины, как и жидкости, подчиняются закону Паскаля.

На рис. 1.15 приведены три типа термомеханических кривых. Кривые получены при нагревании с заданной скоростью нагруженного образца полимера. Действующая нагрузка должна быть неизменной (напряжение а = const) и малой по значению, чтобы механические воздействия на полимер не приводили к изменению его структуры. Обычно термомеханические кривые получают при деформации одноосного сжатия, растяжения или сдвига. При низких температурах все полимеры деформируются так же, как и твердые тела. Если полимер не кристаллизуется, то деформация с температурой изменяется по кривой типа 1. Выше температуры стеклования Тс проявляется высокоэластическая деформация (плато высокоэластичности), а затем выше температуры текучести Гт реализуется вязкое течение с накоплением необратимой деформации. Кривая / свидетельствует о том, что полимер может находиться в трех физических состояниях: стеклообразном, высокоэластическом и вязкотекучем. Каждому состоянию соответствует свой тип деформации.

В стеклообразном состоянии (малые напряжения) наблюдается только упругая деформация еупр с высоким модулем упругости (? = 2,2-103-=-5-103 МПа). Такая деформация связана с изменением средних межатомных и межмолекулярных расстояний в полимере, а также с деформацией валентных углов макромолекул. Выше температуры стеклования к этой деформации добавляется высокоэластическая составляющая евэл, которая превосходит упругую составляющую в тысячи раз и характеризуется модулем высокоэластичности ?'вэл = 0,1-:-1 МПа. Выше, температуры текучести проявляется

Следует ожидать, что инвариантность энергии активации будег наблюдаться в тех опытах, длительность которых находится в интервале времен, где практически реализуются Я-процессы, т. е. в области высокоэластического плато, которое располагается выше температуры стеклования и ниже температуры текучести (для несшитого) или температуры химической релаксации (для сшитого эластомера). С другой стороны, известно, что степенной закон долговечности справедлив примерно в том же температурном интервале.

к этой деформации добавляется обратимая высокоэластическая составляющая ?Вэл, которая превосходит упругую составляющую в тысячи раз и характеризуется модулем высокоэластичности ?W~0,1—1 МПа. Выше температуры текучести наблюдается еще одна составляющая деформация — вязкая ?вяз, которая приводит к постепенному накоплению остаточной деформации.

Для прямой сушки продуктами сгорания СНГ разработана сушилка механического типа. Она состоит из внутренней и внешней камер. Влажное зерно шнековым транспортером подается в нижнюю часть центральной питательной трубы, а оттуда наверх, по пути продуваясь горячим воздухом во внутренней камере. Сверху зерно пересыпается в наружную камеру, где оно перемешивается с поступающим сырьем. Процесс периодический. После заполнения сушилки воздухоподогреватель отключается. Система отопления включает в себя газовую горелку (тепловая мощность 3,7 млн. кДж/ч), воздушный вентилятор, трубопровод для подачи жидкого СНГ, испаритель и газовый клапан-отсекатель, срабатывающий от датчика максимальной температуры. Температура (в °С) сушки различных видов зерна следующая: кукуруза — 130—150 (максимальная 165); соя — 70—95 (максимальная ПО); пшеница—115—145 (максимальная 160).

Температура пластикации. Температура пластикации характеризуется обычно температурой поверхности валков. На вальцах трудно достичь температуры 150 °С и выше, при которой процесс пластикации идет достаточно эффективно. Поэтому применяют так называемую «холодную» пластикацию при температуре валков 50—55 °С. Такая температура поддерживается при интенсивном охлаждении валков водой. Температура переднего валка должна быть на 5—10 °С выше температуры заднего валка, что способствует обработке каучука на переднем валке вальцов, так как адгезия (сила прилипания) каучука к валку увеличивается с повышением температуры.

Температура пластиката на вальцах значительно выше температуры валков и неодинакова в разных частях поверхности валка. Наиболее высокой величины она достигает в зазоре, по мере удаления от зазора температура пластиката постепенно понижается до 75—80 СС вследствие отдачи тепла в окружающую среду и охлаждения валков водой. Чем меньше каучука обрабатывается на вальцах, тем меньше он нагревается и быстрее пла-стицируется.

Если оба компонента смеси близки по своим физическим и химическим свойствам, как, например, металлы, соли или органические соединения, не слишком различающиеся по температурам плавления,—они рассматриваются как компоненты равноценные, даже в случае значительного количественного преобладания одного из них. В соответствии :е этим термины для обозначения фазовых превращений (плавление, затвердевание) употребляются те же, что и в случае чистых веществ. Кривые, характеризующие зависимость изменения температуры плавления Шн затвердевания от состава смеси, называются кривыми плавления и затвердевания.

На рис. 65 показана зависимость деформации мягких вулкани-затов каучука от времени при различных температурах.й Верхняя прямая соответствует равновесной высокозластической деформации, которая в диапазоне температур от 7 до 60° С развивается практически мгновенно. С понижением температуры время достижении равновесной деформации увеличивается; при температуре —70° равновесная деформация практически не достигается. Из рис, 6о следует, что в том диапазоне температур, в котором проявляются высокоэластические свойства полимера, равновесное значение эластической деформации почти не зависит от температуры; температура влияет лишь на скорость достижения равновесия.

Баттегей [70], исследовавший реакцию нитрования ароматических соединений N204 в присутствии серной кислоты, пришел к заключению о существовании известного параллелизма между указанной выше реакцией и реакцией Фриделя — Крафтса. Активирование ароматического ядра в первой реакции достигается, по его представлению, присоединением Н2804к ароматическому ядру с образованием неустойчивого комплекса, аналогичного комплексу с А1СЬ, который, как полагают, является промежуточным продуктом реакции Фриделя — Крафтса. Для доказательства этого параллелизма Баттегей хлорировал (и бромировал) бензол в присутствии относительно небольших количеств 90%-ной серной кислоты, причем реакция протекала так же легко, как и при применении в качестве активаторов А1СЬ и FeCls; даже при низких температурах хлорирование в присутствии серной кислоты приводит к количественным выходам хлоропроизводных (при температурах ниже 0° основным продуктом реакции является CeHeCle). В отличие от Пинка (см. выше), который добавлял углеводород к раствору N204 в серной кислоте, Баттегей приливал жидкую N2O4 к нитруемому соединению или же насыщал углеводород N0 2 в присутствии концентрированной серной кислоты. Поглощение окислов азота происходило быстро, сопровождаясь некоторым повышением температуры. Температура реакции поддерживалась в пределах 15—20° посредством наружного охлаждения. Для нитрования ароматических соединений окислами азота Баттегей применял предпочтительно жидкую N204, которую приливали из сосуда, охлаждаемого льдом, в реакционный аппарат, где находилась смесь нитруемого соединения с серной кислотой. Во время нитрования реакционную смесь хорошо-перемешивали.

Температуры: температура в основном измерялась в градусах Реомюра (°К) и редко в градусах Цельсия или Фаренгейта (°Р).

Наибольшая ньютоновская вязкость зависит от температуры и структуры полимера. Поскольку вероятность течения определяется наличием свободного объема («дырки») и преодолением сил меж молекулярного взаимодействия вследствие теплового движения и направленного действия силы, вязкость, представляющая собой сопротивление системы перемещению, зависит от температуры. Температура определяет физический свободный объем, который тем больше, чем чатыие Г отстоит от Т Зависимость вязкости от величины свободного объема Ус определяется соотношением Дулиттла:

Выбор температуры. Температура процесса осушки газа — один из основных факторов, определяющих технико-экономические показатели процесса абсорбционной осушки газа. Чем ниже температура газа, при прочих равных условиях, тем меньше его равновесная влагоемкость. Следовательно, для извлечения влаги из газа требуется меньший удельный расход циркулирующего абсорбента. Это, в свою очередь, оказывает существенное влияние на металле- и энергоемкость блока регенерации установок осушки газа. Однако допустимая температура контакта ограничивается вязкостью раствора.

Следует отметить, что механизм образования элементарной серы при изменении термодинамических условий газожидкостного потока до настоящего времени не имеет четкого физического обоснования. Согласно представлениям Кеннеди и Виланда, при обычных температурах и давлениях содержание элементарной серы в газе — это функция упругости ее паров, не зависит от состава газа. При определенных термодинамических условиях газ способен растворять элементарную серу. В результате этого содержание серы в равновесных условиях можно рассматривать как ее растворимость для данного состава газа, температуры и давления. Было проведено изучение растворимости серы в" метане, С02> H2S и их смесях при давлениях 14,3—43 МПа и температурах 62—121 °С. Исследования показали, что наилучший растворитель серы — сероводород, растворяющая способность С02, а тем более метана, значительно ниже.

через спираль, зависит от ее температуры. Температура же зависит от того,




Температуре абсорбции Температуре фильтруют Температуре количество Тщательно соблюдать Температуре необходимой Температуре образуется Температуре окружающего Температуре перемешивают Температуре полностью

-
Яндекс.Метрика