Физико-химические аспекты технологии изготовления влагозащитных укрывных материалов длительного использования

• Автор: Алтунина, Анна Евгеньевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2001
• Место защиты: Иваново
• Количество страниц: 156 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ СПИСОК УСЛОВНЫХ ОБОЗНАЧЕНИЙ И

СОКРАЩЕНИЙ, ПРИНЯТЫХ В ТЕКСТЕ

ВВЕДЕНИЕ

1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1.Теоретические основы переноса газов и паров через полимерные материалы

1.1.1. Факторы, влияющие на проницаемость полимеров

1.1.2. Проницаемость многокомпонентных и

многослойных полимерных материалов

1.1.3. Экспериментальные методы определения проницаемости полимеров

1.2. Особенности переноса водяных паров в полимерных материалах

1.3. Основные виды воздействий на полимерные материалы

в натурных условиях
1.4. Анализ отечественного и зарубежного опыта в области создания укрывных полимерных материалов. Пути создания композиционных материалов с заданным комплексом свойств
1.5. Постановка задачи
2. МЕТОДИЧЕСКАЯ ЧАСТЬ
2.1. Характеристика объектов исследования
2.2. Методика приготовления полимерных пленок на вальцах
2.3. Методика приготовления пленок из растворов и паст
2.4. Методика определения влагопаропроницаемости герметизирующих пленочных материалов
2.5. Определение коэффициентов влагопроницаемости и
диффузии водяных паров по методу Дейнеса Баррера
2.6. Методика определения равновесного влагоноглощения
2.7. Физикомеханические методы исследования
2.8. Определение устойчивости полимерных пленочных
материалов к светотепловому старению
3. ОБСУЖДЕНИЕ РЕЗУЛЬТАТОВ
3.1. ВЛИЯНИЕ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ ПОЛИМЕРНОЙ МАТРИЦЫ. СОСТАВА И СПОСОБА ФОРМИРОВАНИЯ
ПЛЕ1ЮК НА ИХ ВЛ АГ1РОНИЦАЕМОСТЬ
3.1.1. Влагопроницаемость нсиаполненных и нспластифицированнмх полимерных пленок
3.1.2. Исследование влагопронинаемости пластифицированного ПВХ
3.1.3. Влияние наполнителей на перенос водяных паров
через полимерные пленки различной природы
3.2. АНАЛИЗ ФИЗИКОМЕХАНИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ПОЛИМЕРОВ РАЗЛИЧНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ ПРИРОДЫ
3.3. ОБОСНОВАНИЕ КОНСТРУКЦИИ И ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ МНОГОСЛОЙНОГО ГЕРМЕТИЗИРУЮЩЕГО МАТЕРИАЛА
3.4. ПРОИЗВОДСТВЕННАЯ ПРОВЕРКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ОПТИМАЛЬНОГО ВАРИАНТА ВЛАГОЗАЩИТНОГО КОМПОЗИЦИОННОГО МАТЕРИАЛА ДЛИТЕЛЬНОГО ИСПОЛЬЗОВАНИЯ
ВЫВОДЫ
ЛИТЕРАТУРА


Хотя процесс переноса водяных паров через полимеры имеет ряд специфических особенностей 26, что будет обсуждено позднее, его следует рассматривать как частный случай проникновения газов и паров через полимерные материалы, для которого справедливы общие физикохимические закономерности газопроницаемости полимеров 2 Поэтому в данном разделе изложены основные теоретические представления о переносе газов и паров через полимерные мембраны. Механизм проницаемости газа или пара через полимерный материал зависит от его структуры. Различают диффузионную по активационноному механизму и фазовую по конвективному механизму проницаемость. Если материал обладает капиллярной структурой, то перенос вещества обуславливается явлениями, разыгрывающимися в порах, и речь идет о фазовой проницаемости 7,8. Если же полимерный материал в предельном слу чае является однородным непористым веществом, то процесс переноса вещества осуществляется по механизму активированной диффузии диффузионная проницаемость, который обуславливается проникновением частиц растворенного газа через мсжмолску
лярные расстояния в полимере 7. Миграцию вещества через полимерную среду в процессе активированной диффузии обычно представляют как последовательность элементарных актов диффузии или перескоков, при которых отдельные молекулы газа преодолевают потенциальный барьер, отделяющий одно положение от другого. Чтобы произошел элементарный акт перескока диффундирующей молекулы, необходимы наличие по соседству с ней дырки нужною размера и достаточная энергия для разрушения связи между молекулами полимера, т. Поэтому речь идет об активированной диффузии газов в полимерах И. При исследовании процессов проницаемости в большинстве случаев исходят из предположений, то полимер является структурно однородным без трещин, пор и других крупных дефектов, и можно считать, что перенос газа происходит в сплошной среде по простому активационному механизму через следующие стадии растворение конденсация, затем смешение газа или мара в поверхностных слоях с одной стороны мембраны, миграцию растворенного вещества через объемную фазу за счет активированной диффузии к противоположной поверхности мембраны и испарение или десорбция с этой поверхности в тазовую фазу7,9,,. Таким образом, процесс проницаемости определяется процессами диффузии и растворимости сорбции газов и паров в полимерах. Феноменологический подход к описанию диффузионных процессов в изотропных средах основан па двух дифференциальных уравнениях законах Фика 9,,. На первой сталии диффузионной проницаемости перенос низкомолекулярного вещества через полимерный материат представляет собой нестационарный процесс. О коэффициент диффузии, с концентрация газа или пара. Дсх. Ар перепад давления по обе стороны мембраны. На основании уравнений Фика проводят количественное рассмотрение процессов диффузии, сорбции и проницаемости при различных условиях опыта или при различных начальных и граничных условиях9,. Следует отметить, что эмпирическое выражение 1. Р, О и о не отражает их зависимость от конкретных условий протекания процесса массопереиоса. В реальных условиях коэффициенты I и о, а, следовательно, и Р зависят от многих параметров, таких как температура, давление, концентрация, структура полимера и природа диффундирующего газа, причем природа газа влияет в основном на коэффициент диффузии. Для описания этих зависимостей предлагаются различные теории 9,,,. X и Х0 коэффициенты Г, о. Р и , сто. Ех кажущиеся энергии активации процессов диффузии Ел и проницаемости ЕР или теплота растворения газа в полимере А Н универсальная газовая постоянная. Температурные параметры проницаемости представляют собой сложные величины, не имеющие большой теоретической ценности, но интересные для эмпирической корреляции опытных данных или для расчет более фундаментальных параметров диффузии и растворимости 7. Для большинства полимеров величины Р и I увеличиваются с возрастанием температуры, но для некоторых систем полимергаз может наблюдаться обратная зависимость,,. Кроме внешних параметров, влияющих на газопроницаемость полимеров температуры, давления, природы диффундирующих молекул, газопроницаемость во многом определяегся внутренними параметрами полимера, такими как его химическая природа, фазовое и физическое состояние, плотность упаковки и ориентация макромолекул, молекулярная масса.