Сорбция красителей природными и синтетическими полимерами

• Автор: Телегин, Феликс Юрьевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1998
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 333 с.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Аннотация
Введение
Глава 1. Современное состояние теории равновесия и кинетики
сорбции растворителей и красителей полимерными
материалами
§1. Физико-химические основы сорбции растворителей
• Равновесная сорбция пара и жидкости
• Перенос пара и жидкости в полимерах
• Взаимосвязанный тепло- и массоперенос в процессах сорбции растворителей
§2.Физико-химические и математические модели сорбции
красителей
• Равновесная сорбция красителей
♦ Сорбционная способность красителей с позиций
химической термодинамики
♦ Изотермы сорбции красителей
♦ Особенности сорбции красителей, диссоциирующих на
ионы
• Кинетика сорбции красителей
♦ Диффузионный перенос красителей в структуре волокон
♦ Макрокинетика диффузионной сорбции красителей
волокнами
♦ Конвективный перенос красителя в структуре волокнистого материала
§3 .Обоснование направлений и целей исследования
Глава 2. Физико-химическое обоснование модели равновесной сорбции анионных красителей полимерными материалами
§ 1 .Сорбция анионных красителей целлюлозными волокнами
§2.Сорбция анионных красителей шерстяным и полиамидным
волокнами
§3.Теоретическая оценка изменения химического потенциала
ионогенных красителей в процессе сорбции полимерами
Глава 3. Физико-химические основы механизма адсорбции красителя поверхностью сорбента 164
§ 1 .Гидродинамические явления в сорбционных процессах
• Конвективный массообмен в процессах сорбции красителя поверхностью обтекаемого волокна

• Фильтрация жидкости и конвективный массоперенос к поверхности волокон в слое материала
§2.Адсорбция красителей поверхностью синтетических полимеров
• Расчет констант скорости адсорбции и коэффициентов диффузии по экспериментальным данным
• Экспериментальное исследование скорости сорбции дисперсных красителей полиэфиром
Глава 4. Развитие метода моментов для расчета кинетики
сорбции
§1.Моменты распределения во времени скорости диффузионной
сорбции
§2.Расчет сорбционных кривых с помощью кинетических моментов
§3 .Моменты распределения во времени скорости диффузионной
сорбции, сопровождающейся необратимой химической реакцией
Глава 5. Модели кинетики сорбции красителей полимерами из ограниченного объема раствора
§1 .Кинетика сорбции при постоянных коэффициентах переноса
• Диффузионная кинетика сорбции с учетом адсорбционного и внешнедиффузионного торможения
• Классификация линейных кинетических моделей с использованием моментов распределения во времени скорости сорбции
§2.Кинетика сорбции при учете концентрационной зависимости коэффициента диффузии и нелинейной изотермы межфазного распределения
§3.Динамика сорбции красителя слоем волокон
Глава 6. Модели совместного переноса тепла и влаги в волокнистых материалах
§ 1 .Взаимосвязанный тепло- и массоперенос в процессах сорбции
паров воды
§2.Кинетика изменения влажности и температуры сорбента в
процессе диэлектрического нагрева
Основные результаты и общие выводы
Библиография
Библиография авторских публикаций
Список иллюстраций
Список таблиц

АННОТАЦИЯ
Проведен анализ литературных данных, освещающий результаты исследований равновесных и кинетических закономерностей сорбции воды и органических красителей природными и синтетическими полимерами с позиций физико-химической термодинамики и кинетики.
Систематически исследованы закономерности равновесной сорбции ионогенных красителей волокнами из природных и синтетических полимеров с использованием феноменологического описания и экспериментального определения сорбционных изотерм, констант распределения и термодинамических функций процесса.
Изучен физико-химический механизм адсорбции красителя поверхностью полимерного сорбента и конвективного массообмена на границе раздела фаз. Предложены феноменологические модели диффузионной кинетики и неравновесной динамики сорбции слоем волокон из ограниченного объема раствора с учетом указанных явлений. Рассмотрено влияние концентрационной зависимости коэффициента диффузии и нелинейной изотермы межфазного распределения сорбата на макрокинетические закономерности процесса.
Проведено физико-химическое обоснование и анализ новых моделей совместного переноса тепла и влаги в волокнистых материалах при учете фазовых превращений в условиях воздействия высокочастотного электромагнитного излучения. Исследование линейных диффузионных задач выполнено на основе развития аналитического метода с использованием моментов скорости сорбции.
Работа содержит 333 стр., 48 рис., 29 табл., 333 библ. источника.

Глава
При более подробном рассмотрении механизма активированной диффузии можно полагать, что энтальпия и энтропия активации определяются соответствующими составляющими энергии образования вакантного объема для перемещения молекул и разрыва их связи с макромолекулами полимера. Роль взаимодействия между звеньями цепи макромолекул и их деформации в процессе переноса пара можно установить с помощью диффузионной модели [55], описывающей перенос низкомолекулярного вещества в непористой среде полимера. Согласно этой модели энергия активации Е и предэкспоненциальный множитель А) в формуле (1.28) определяются следующими выражениями
Е = 5,23Р“

й + р*

Г Л11 Р

Р-Ю(р* + А-р))-
ґ * 10 Р

Р* + ,

Ґ р 1р> 5 (р-5(р* + йАр))
* гл ( * л Р
р чР* +Л)
3 (1-29)

С * г

л/р” СІ

т* дЕ/8с
(1.30)
где 3 - эффективный модуль изгиба единицы длины цепи макромолекул;
£* - минимальное значение потенциальной энергии взаимодействия между макромолекулами; р“ - расстояние, соответствующее минимуму потенциальной энергии;
X - длина сегмента макромолекулы;
(і - диаметр диффундирующей молекулы; р - равновесное расстояние между осями макромолекул; т - молекулярная масса сегмента макромолекулы.