Экспериментальное определение и теоретическое описание параметров процесса диффузии воды в полимерных материалах в широком интервале давлении, температур и времен выдержки

• Автор: Миркин, Матвей Абрамович
• Шифр специальности: 01.04.19
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Ленинград
• Количество страниц: 178 c. : ил

ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ. ЦЕЛЬ И ЗАДАЧИ
ДИССЕРТАЦИИ
1.1. Основные понятия и уравнения диффузии Фика
1.2. Зависимость диффузионных характеристик полимерных материалов от температуры и гидростатического давления

1.3* Прогнозирование водопроницаемости и сорбционной способности полимеров
ГЛАЗА 2. МЕТОДЫ'«И АППАРАТУРА ДМ ИССЛЕДОВАНИЯ
ВОДОПРОНИЦАЕМОСТИ И СОРБЦИОННОЙ СПОСОБНОСТИ ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ
2.1. Конструкция и принцип действия созданных экспериментальных установок
2.2. Методика проведения экспериментов
2.3. Методика расчёта диффузионных параметров
ГЛАВА 3. ВЛИЯНИЕ ГИДРОСТАТИЧЕСКОГО ДАВЛЕНИЯ НА ПРОЦЕСС ДИФФУЗИИ ВОДЫ В ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛАХ
3.1. Результаты экспериментальных исследований водопроницаемости3.2. Результаты экспериментальных исследований сорбционной способности полимерных материалов
3.3. Расчёт диффузионных параметров

ГЛАВА А. ПРОГНОЗИРОВАНИЕ ВЛАЖНОСТНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ПОЛИМЕРНЫХ МАТЕРИАЛОВ. ОТКЛОНЕНИЯ ОТ ЗАКОНА ФИКА
4.1. Аномальные кривые кинетики сорбции и диффузии
Фика
4.2. Расчёт диффузионных параметров ортотропных

полимерных материалов
4.3. Прогнозирование влажностных характеристик

полимерных материалов с помощью метода аналогий

4.4. Знедрение результатов исследований
В Ы В О Д Ы

ЛИТЕРАТУРА
ПРИЛОЖЕНИЕ I. Акты о внедрении результатов работы
ПРИЛОЖЕНИЕ 2. Таблицы экспериментальных данных

Массовое использование полимерных материалов в различных, отраслях народного хозяйства является характерной чертой развития современной техники. Атомная энергетика, электроника, скоростная авиация, космическая техника и другие отрасли новой техники потребовали широкого применения полимерных материалов. Практические потребности в полимерных материалах объясняются тем, что изделия из них нередко оказываются вне конкуренции из-за ряда свойственных только полимерам качеств. В отличие от традиционных материалов структура полимерных материалов обеспечивает сравнительно высокую деформационную способность в области низких температур, что создает возможность использования таких материалов в ответственных конструкциях, работающих при низких температурах. Поэтому в "Основных направлениях экономического и социального развития СССР на 1981-1985 гг , и на период до 1990 года" намечено довести выпуск пластмасс до 6-6,25 млн.тонн, то есть увеличить за пятилетие на 65-72$.
В современном судостроении существует категория высоко нагруженных деталей судового машиностроения и приборостроения, которые работают длительное время в воде, большей частью под действием высоких гидростатических давлений, в особо тяжелых условиях Крайнего Севера, Арктики. Изготовление их из полимерных материалов долгое время считалось невозможным, так как не было исследовано поведение полимеров в воде при высоких гидростатических давлениях.
Не существовало общепринятых методов прогнозирования физико-механических характеристик полимерных материалов при длительной эксплуатации в воде, обоснованных ускоренных методов

кулонометрическим методом включало в себя измерение величины' тока, зависящей от сопротивления датчика и количества электричества, затраченного на ее разложение. Значение тока, проходящего через электролитический датчик, регистрировалось по показаниям микроамперметра типа М-82 с точностью до I мка. Экспериментальные результаты представляли графически. График изображал интегральную кривую зависимости количества вещества от времени, по которой определяли время запаздывания. С помощью графика рассчитывали коэффициент диффузии. Лля нахождения константы водопроницаемости необходимо также знать количество электричества, затраченного на разложение продиф-фундировавших паров воды. Поэтому использовали интегратор типа Х-603. Он был оборудован дополнительными шунтами, позволявшими расширить пределы измерений.
Показания приборов, регистрировавших значения давления (МПа), температуры (Т°С), тока (мка) и количества электричества (кул), снимались круглосуточно через 2 часа в течение всего времени проведения эксперимента.
Кулонометрический метод позволяет определить константы
•т£ шЛ ?
диффузии до 10 - 10 см /час и константы водопроницаемости
в интервале значений 10“^ - 10**^ г/см мм рт.ст.час. С помощью электролитического датчика можно регистрировать концентрап Г7 п
цию паров воды в диапазоне от 10 до 10 г/см
в) Методика определения сорбционной способности полимерных мембран
Определение водопоглощения полимерных материалов при различных гидростатических давлениях до 60 МПа и температурах