Массоперенос в системах полимер-полимер вблизи фазовых границ

• Автор: Макарова, Вероника Викторовна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2007
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 167 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
ГЛАВА 1. Фазовое равновесие в полимерных системах и массоперенос вблизи фазовых границ обзор литературы

1 Л. Аморфное равновесие

1.2. Кристаллическое равновесие

1.3. Жидкокристаллическое равновесие.

1.4. Суперпозиция различных видов фазового равновесия

1.5. Термодинамические критерии совместимости

1.6. Кинетические особенности взаимодействия и массоперенос в полимерных системах

1.6.1. Диффузионные процессы

1.6.2. Реологические свойства смесей полимеров в различных фазовых состояниях

Выводы по обзору и постановка задач исследования.
ГЛАВА 2. Объекты и методы исследования.
2.1. Объекты исследования
2.2. Методы исследования.
2.2.1. Оптические методы
2.2.2. Реологические методы.
2.2.3. Динамический механический анализ.
2.2.4. Термодинамические и структурные методы.
ГЛАВА 3. Система поликарбонатполиметилметакрилат взаимодействие аморфных полимеров
3.1. Переходные зоны.
3.2. Фазовые диаграммы.
3.3. Термодинамический анализ пограничных кривых.
3.4. Взаимодиффузия и расчет продолжительности формирования диффузионных слоев
3.5. Вязкостные свойства смесей
Заключение по главе 3
ГЛАВА 4. Система гидроксипропилцеллюлозаполиэтиленгликоль роль молекулярной массы полиэтиленгликоля в особенностях фазового равновесия
4.1. Переходные зоны
4.2. Особенности фазового равновесия
4.3. Термодинамика смешения
4.4. Кинетика диффузионного массопереноса
4.5. Релаксационные свойства вблизи пограничных кривых
4.6. Структура высококонцентрированных по
гидроксипропилцеллюлозе фаз.
4.7. Причины различий фазового поведения систем ГПЦПЭГ
и ГПЦПЭГ.
Заключение по главе 4.
ГЛАВА 5. Система полиэтилентерефталатполиэтиленнафталат влияние химической реакции на диффузионное взаимодействие. .
5.1. Переходные зоны.
5.2. Взаимодиффузия в условиях химической реакции
5.3. Фазовые и релаксационные переходы смесей и
сополимеров.
5.4. Реологические свойства смесей и сополимеров.
Заключение по главе 5
Выводы
Литература


При смешении двух ограниченно совместимых жидких компонентов со временем система распадается на две жидкие фазы сосуществующие фазы, находящиеся в равновесии между собой. Каждая из них является насыщенным раствором одного из компонентов в другом. Изменение внешних условий влияет на составы сосуществующих фаз. Так, в частности, повышение, а в ряде случаев снижение температуры способствует улучшению растворимости компонентов и сближает составы жидких фаз. При определенной температуре, называемой критической, обе фазы теряют индивидуальность и система из двухфазной переходит в однофазную. Возвращение к первоначальным условиям снова приводит к фазовому разделению. Такой переход можно совершать неограниченное число раз, не вызывая сдвига критической температуры. Наглядным описанием фазовых равновесий служат диаграммы состояния систем или фазовые диаграммы. Обычно их строят в плоских координатах температурасостав при условии постоянного нормального давления. Схематическое изображение основных типов фазовых диаграмм бинарных полимерных систем с аморфным равновесием представлено на рис. Равновесные значения составов сосуществующих фаз при различных температурах образуют единую кривую, называемую бинодалью. Выпуклая бинодаль рис. ВКТС или растворения ВКТР. Значение состава в этой точке также именуется критическим. При увеличении совместимости компонентов с понижением температуры бинодаль приобретает вид вогнутой кривой рис. НКТС или растворения НКТР. Некоторые системы одновременно проявляют существование обеих критических температур, тогда получаются кольцевые или замкнутые диаграммы ВКТР НКТР рис. ВКТР НКТР рис. ВКТР НКТР рис. Под бинодалью система распадается на две фазы, причем механизм образования новых фаз 7 различен в областях вблизи бинодали и внутри спинодсши дополнительной линии рис. Критическая точка является общей для обеих кривых. В лабильной области система неустойчива даже к бесконечно малым флюктуациям и образование новых фаз протекает достаточно быстро спинодальный механизм. В метастабилыюй области небольшие флюктуации склонны рассасываться и разделение фаз происходит только при больших концентрационных флюктуациях гомогенное зародышеобразование. Таким образом, после смешения компонентов состава хо при температуре Т0 в начальный момент происходит быстрый спинодальный распад, приводящий к образованию непрерывных фаз неравновесного состава XI и Х2, а затем начинается длительное установление равновесных значений составов сосуществующих фаз Хз и х4 рис. Рис. Основные типы фазовых диаграмм полимерных систем с аморфным 1 равновесием 2. Пояснения в тексте. I Рис. Обобщенная фазовая диаграмма системы полистиролдекалин . Такие диаграммы называются обобщенными диаграммами фазового состояния или диаграммами фазовых и физических релаксационных состояний рис. Чаще других встречаются полимерные системы с ВКТР, что естественно, поскольку рост температуры способствует повышению кинетической подвижности молекул, улучшая взаимную растворимость компонентов. К их числу относятся пары с различной полярностью компонентов. Двухфазная область на диаграмме становится преобладающей, но по мере сближения значений полярностей сужается. Диаграммы с НКТР встречаются в системах с полярными компонентами, содержащими гидроксильные, аминные или иминные группы. При температурах ниже 0С в таких системах образуются водородные связи, что способствует улучшению совместимости исходных компонентов. Выше этих температур водородные связи разрушаются и растворимость компонентов снижается. В частности, это относится к целлюлозе и ее эфирам в смеси с водой, простыми спиртами или другими соединениями, содержащими гидроксильные группы. Различие в значениях молекулярных масс 1, , приводит к сдвигу бинодали в сторону компонента с меньшей ММ для систем с ВКТР и в сторону более высокомолекулярного компонента в системах с НКТР. Так, для пар с участием растворителя соответствующая ветвь диаграммы становится близкой к оси ординат. Увеличение ММ одного из компонентов расширяет двухфазную область. Значение критической температуры при этом в системах с ВКТР становится выше, а в системах с НКТР ниже.