Влияние агрегатного состояния воды (пар - жидкость) на набухание сшитых гидрофильных полимеров

Влияние агрегатного состояния воды (пар - жидкость) на набухание сшитых гидрофильных полимеров

Автор: Гагарин, Александр Николаевич

Шифр специальности: 02.00.04

Научная степень: Кандидатская

Год защиты: 2011

Место защиты: Москва

Количество страниц: 208 с. ил.

Артикул: 5104886

Автор: Гагарин, Александр Николаевич

Стоимость: 250 руб.

Влияние агрегатного состояния воды (пар - жидкость) на набухание сшитых гидрофильных полимеров  Влияние агрегатного состояния воды (пар - жидкость) на набухание сшитых гидрофильных полимеров 

Введение
1 Литературный обзор
1.1 Сшитые полиэлектролиты иониты.
1.1.1 Синтез ионитов.
1.1.2 Влияние привитых групп на свойства ионитов.
1.1.3 Влияние вида сшивки на свойства ионитов
1.1.4 Влияние условий синтеза на свойства полимеров
1.2 Взаимодействие сшитых полиэлектролитов с водой
1.2.1 Набухание полимеров в паре и жидкости эффект Шрдера.
1.2.2 Модели строения водных гелей полимеров.
1.2.3 Термодинамическое описание взаимодействия сшитых полиэлектролитов с водой.
1.2.4 Гстсрофазная модель гранулы сшитого полиэлектролита
1.3 Методы исследования гелей.
1.3.1 Оптическая микроскопия.
1.3.2 Электронная микроскопия студней .
1.3.3 Спектроскопические методы
1.3.4 Калориметрические методы.
1.3.5 Метод дифференциальной сканирующей калориметрии
1.3.6 Метод электропроводности.
1.3.7 Изопиестический метод
1.3.8 Метод контактной эталонной норометрии
1.3.9 Метод динамической десорбционной порометрии
1.4 Заключение
2 Методическая часть.
2.1 Подготовка проб полимеров к экспериментам.
2.2 Метод динамической десорбционной порометрии.
2.2.1 Установка для анализа образцов методом ДДП.
2.2.2 Методика обработки результатов, полученных методом ДДТТ
2.3 Метод оптической волюмомстрии
2.4 Определение количества свободной и связанной воды в полимерах
2.5 Определение константы распределения воды в гелях полимеров
3 Результаты и обсуждение.
3.1 Влияние природы полимерной цепи на удельные количества и свойства воды в гелях полимеров.
3.2 Пористые полимеры с относительно жестким каркасом .
3.2.1 Фенолформальдегидная смола
3.2.2 Сверхсшитый сульфополистирол М
3.3 Применимость гомогенной модели строения зерна ионита для объяснения различия набухания ионитов в воде и паре
3.4 Влияние сшивки на количество и свойства воды в гелях
3.4.1 Полистирол, сшитый дивинилбензолом
3.4.2 Полиакриламид.
3.4.3 Поливиниловый спирт, сшитый эпихлоргидрином.
3.5 Влияние полярных групп на свойства воды в гелях полимеров.
3.5.1 Полимстилмстакрилатный карбоксильный катионит КБ
3.5.2 Стиролдивинил бензольный сульфо катионит КУ2х
3.5.3 Стиролдивинилбензольный анионит АВх
3.6 Расчет параметров сорбционного равновесия.
3.6.1 Определение константы распределения электролита.
3.6.2 Разделение электролитов по ионитноэкстракционному механизму
3.6.3 Расчет эффективности разделения электролитов ионитно экстракционным способом без учета размывания фронтов
4 Выводы
5 Список литературы.
Список условных обозначений
ДДП динамическая десорбционная порометрия ДСК дифференциальная сканирующая калориметрия.
ИП изопиестический метод
НМЭ низкомолекулярный электролит.
ОВМ оптическая волюмомстрия
ГТР полимерный раствор
ПО программное обеспечение
РНМЭ раствор низкомолекулярного электролита
СПЭ сшитый полиэлектролит.
ТИПС точка начала падения скорости в эксперименте ДДП ЯМР ядерный магнитный резонанс
мольгэкв. п. г. моль на граммэквивалент полярных групп.
А энергия связи адсорбтив вода адсорбент.
активность воды в в рре в воде яч. активность воды в геле полимерном растворе а активность воды в геле полимерном растворе, набухшем в воде. а активность водьт в геле полимерном растворе, набухшем в паре, я. активность воды, при которой полимер поглощает п1 воды аАХ активность электролита АХ во внешнем растворе аАХ активность электролита АХ в фазе полимерного раствора акА активность ионообменных групп ЯА в фазе полимерного раствора.
аАХ активность электролита АХ в бинарном растворе с активностью воды равной активности воды в смешанном полимерном растворе.
аАХ активность электролита АХ в бинарном растворе с активностью воды равной активности воды в смешанном растворе.
слх молярная концентрация электролита АХ во внешнем растворе
сАХ молярная концентрация электролита АХ в фазе полимерного раствора
О коэффициент диффузии пара в бинарной смеси пар газ
ет удельная емкость сухого полимера, гэквг,
еу удельная емкость сухого полимера, мгэквмл
и, летучесть воды в паре А изменение энергии Г иббса
Д стандартное изменение энергии Гиббса, при набухании сухого полимера, содержащего 1 гэкв. п. г., до равновесия с чистой водой
константа распределения воды КА константа равновесия ионного обмена К константа распределения электролита АХ М молекулярная масса адсорбтива
т масса воды в ячейке в методе ДЦП
т масса воды в ячейке в ТТТПС в методе ДДГI
тл масса сухого образ 1а в методе ДЦП
лг суммарная моляльная концентрация раствора
тлх моляльность электролита АХ в бинарном растворе с активностью воды, равной активности воды в смешанном полимерном растворе
суммарная моляльная концентрация полимерного раствора
АХ моляльность электролита АХ в бинарном растворе с активностью воды равной активности воды в смешанном полимерном растворе
п9 удельное количество воды сорбированное полимером при активности воды а1, мольгэкв. п. г.
п удельное количество воды в полимере при равновесии с насыщенным водяным паром, определяемое ИГ1 методом, мольгэкв. п. г.
п1 удельное количество воды в полимере набухшем в воде, определяемое методом ОВМ, мольгэкв. п. г.
пк1П удельное количество воды в полимере при равновесии с насыщенным водяным паром, определяемое методом ДДП, мольгэкв. п. г.
п удельное количество воды, дополнительно проникающее в полимер, равновесный с насыщенным паром, при погружении его в воду, мольгэкв. п. г.
7н удельное количество воды для ионной формы ЯА, мольгэкв. п. г.
пах удельная сорбция электролита АХ, мольгэкв. п. г.
РМ доверительный интервал для математического ожидания случайной величины X
р парциальное давление водяного пара
р0 парциальное давление насыщенного водяного пара, поведение которого предполагается тождественным поведению идеального газа, при 8К
рРо относительное давление водяного пара
Я универсальная газовая постоянная
х стандартное отклонение случайной величины х
Т температура, К
время эксперимента ДДП
1ам коэффициент квантиль распределения Стьюдента для выборки из п элементов с доверительной вероятностью сс
У парциальный мольный объем воды, см3моль
V парциальный мольный объем воды в геле, набухшем в воде, см3моль
У у парциальный мольный объем воды в геле, набухшем в паре, см3моль
У средний парциальный мольный объем для первых пяти моль воды, сорбированных полимером, см3моль
Уа объем сухой гранулы полимера, мкл У объем гранулы полимера набухшей в воде, мкл У объем воды в фануле полимера набухшей в воде, мкл скорость испарения воды из ячейки в методе ДДП, мгсут
ио скорость испарения из ячейки с поверхности чистой воды в методе ДДП, мгсут
хАХ мольная доля электролита АХ во внешнем растворе
укА мольная доля ионной формы ЯА в фазе полимерного раствора
Улх средний моляльный коэффициент активности электролита АХ
Уплх средний моляльный коэффициент активности электролита АХ в бинарном растворе АХ с активностью воды равной активности воды в смешанном растворе
Ух средний моляльный коэффициент активности электролита АХ в бинарном растворе АХ с активностью воды равной активности воды в смешанном полимерном растворе
и. химический потенциал воды в растворе в воде
химический потенциал воды в паре
Д химический потенциал воды в полимерном растворе
С химический потенциал воды в ионите, набухшем в жидкости
М, химический потенциал воды в ионите, набухшем в паре
стандартный химический потенциал воды в растворе в воде чистая вода при давлении 1 атмосфера и температуре 8К
стандартный химический потенциал для воды в полимерном растворе
к давление набухания, Па
я давление набухания в геле, набухшем в воде, Па
Яп давление набухания в геле, набухшем в паре, Па с поверхностное натяжение, Нм
Уп поверхностное натяжение на границе гель пар, 1 Нм
Форма записи x подразумевает, что рассматривается как функция от.
Введение
Актуальность


Структура сополимера акриловой кислоты с дивинилбензолом. Иониты деляг на катиониты и аниониты. Большинство катионитов представляет собой ионогенные нерастворимые монофункциональные полимеры, в состав которых входят группы , 3, О, , остатки фосфорной и мышьяковистой кислот и т. Аниониты являются высокомолекулярными нерастворимыми основаниями, содержащими основные группы, такие как 2, 3, , 2, 3 остатки сульфониевых и фосфониевых оснований и т. В состав одного ионита может входить несколько ионогенных групп, различных по силе полифункциональные иониты и даже различной природы, кислотные и основные одновременно. Иониты последнего типа называют амфотерными и, в зависимости от среды в которой они находятся, они могут вести себя либо как катиониты, либо как аниониты стр. Несмотря на некоторые недостатки, эта система классификации ионитов является наиболее употребительной. К сильнокислотным относят катиониты, содержащие сильно диссоциирующие кислотные группы, например сульфокислотные или фосфорнокислые. К слабокислотным относят иониты со слабо диссоциирующими кислотными группами, карбоксильными или фенольными. К сильноосновным относят иониты, содержащие ниридиниевые группы или четвертичные аммониевые основания. К слабоосновным относят иониты с первичными, вторичными и третичными аминогруппами. Очевидно, что амфотерные иониты содержат слабые основания и кислоты, в противном случае природа одной из групп или обеих, если это сильные кислоты и основания будет подавляться. В отдельный класс принято выделять иониты, способные к активному комплсксообразовапию, содержащие различные, как специфические к определенному иону, так и универсальные комплексообразующие например, хелатные группировки. И совсем особенная группа полиэлектролиты, содержащие группы, способные к обратимым окислительновосстановительным превращениям редокситы или редоксионитьт. Кроме того, находят применение и полимеры с полярными группами, неспособными к значительной диссоциации, например, гидроксильными. Применяют их в основном в хроматографии, в медицине в качестве биосовмсстимых полимеров и для иммобилизации воды гемостатические губки, наполнитель детских подгузников, искусственный грунт для растений. В значительной мерс именно полярные группы определяют как ионообменные свойства, так и взаимодействия с полярными растворителями. Влияние вида сшивки на свойства ионитов. Второй составляющей, определяющей поведение полиэлектролита, является количество и тип сшивки в нем. От этих факторов зависят и механические, и физикохимические свойства получаемого полимера. Увеличение степени сшивки повышает жесткость полимера и одновременно уменьшает его набухание в растворителях, что делает иониты более устойчивыми в промышленных установках. Однако повышение концентрации сшивающего агента ДВБ до и более приводит к образованию практически ненабухающих в воде продуктов. В сильно сшитых полимерах ограниченные каркасом полярные группы могут быть совершенно изолированы от внешнего раствора и лишены возможности взаимодействовать даже с водой, не говоря уже о находящихся в растворах ионах. Кроме того, повышение количества сшивающего агента иногда приводит к уменьшению удельной емкости ионитов, гак как некоторые реакции замещения идут только с однозамещенньтми фенильными кольцами основной цепи и не идут с двузамещенными кольцами сшивающего агента например, хлорметилирование. Поэтому в большинстве своем промышленные иониты содержат 4 сшивок в своей сетке, что позволяет комбинировать хорошую механическую и осмотическую устойчивость с доступностью полярных групп для любых ионов. Ограничение доступности полярных групп изза стерических и конформационных причин при повышении степени сшивки может использоваться как способ изменения селективности ионитов по отношению к отдельным ионам. Варьируя размер ячейки в полимерной сетке, можно осуществлять разделения ионов, близких по свойствам, но различающихся размерами. Таким же образом можно создавать ионные и молекулярные сита, например для гельпроникающей хроматографии.

Рекомендуемые диссертации данного раздела

28.06.2016

+ 100 бесплатных диссертаций

Дорогие друзья, в раздел "Бесплатные диссертации" добавлено 100 новых диссертаций. Желаем новых научных ...

15.02.2015

Добавлено 41611 диссертаций РГБ

В каталог сайта http://new-disser.ru добавлено новые диссертации РГБ 2013-2014 года. Желаем новых научных ...


Все новости

Время генерации: 0.223, запросов: 121