ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Кинетика набухания и растворения полимеров из "Физико-химические основы процессов формирования химических волокон" Процесс набухания полимеров протекает во времени и зависит от свойств компонентов, температуры и давления [1 4 38]. Скорость процесса набухания обычно описывается зависимостями, типичный вид которых приведен на рис. 2.10 (кривые 1 и 2). [c.49] Для полидисперсного полимера, содержащего низкомолекулярные растворимые в данных условиях фракции, кривые набухания имеют максимум (кривая 3 на рис. 2.10). Экстрагирование низко-молекулярного компонента приводит к уменьшению содержания полимера. В случае растворимого в данных условиях полимера за процессом набухания следует растворение образца, заканчивающееся его полным растворением, что соответствует кривой 4 яа рис. 2.11. [c.49] Скорость набухания всегда увеличивается с ростом температуры, хотя величина равновесного набухания часто при этом падает. [c.49] К — константа скорости набухания. [c.49] Вид кинетической кривой, соответствующей эти 1 уравнениям, приведен на рис. 2.11 (кривые 1, и 2). [c.50] Вследствие большой молекулярной массы непосредственное растворение полиме1ров (отрыв молекул от твердой частицы) невозможен. Только после диффузии растворителя в полимер и протекания процесса набухания, в результате которого повьипается гибкость полимерных цепей и снижается межмолекулярное взаимодействие, возможен диффузионный переход полимера в жидкую фазу. Вследствие. высокой вязкости полимерного раствора и медленного протекания диффузии молекул полимера у поверхности набухшей полимерной частицы образуется слой, концентрирован-иого раствора, который также замедляет процесс перехода полимера в объем жидкой фазы. [c.50] АС — разность концентраций диффундирующего вещества внутри и вне слоя полимера. [c.50] Скорость процесса растворения толимера определяется в основном скоростью диффузии растворителя, поскольку она во много раз больше, чем скорость диффузии макромолекул полимера в окружающую среду [см. уравнение (2.7)]. Отвод полимерного раствора от поверхности образца осуществляется путем естественной конвекции (вследствие разности плотностей раствора и растворителя) или вынужденной конвекции (вследствие движения растворяющей среды). [c.50] Влияние тем пературы па полноту растворения полимеров зависит от вида фазовой диаграммы полимер — растворитель. Бели для систем с верхней критической температурой растворения повышение температуры всегда способствует растворению, то для систем с нижней критической температурой раст1ворения повышение температуры может затруднить растворение. [c.51] Следует заметить, что повышение температуры не всегда применимо в случае, когда равнове1Сная растворимость полимера падает с ростом тем пературы. Такое явление наблюдается, например, в случае растворения ксантогената целлюлозы в щелочные растворах. [c.51] Вследствие изложенного иногда применяют ступенчатый температурный режим растворения в начале процебс проводят при повышенной температуре, а затем—при охлаждении. [c.51] Если не принимать специальных ускоряющих мер, то процесс растворения полиме(рав протекает весьма долго. Для ускорения процесса растворения полимера применяют интенсивное перемешивание для того, чтобы достигнуть значительных сдвиговых градиентов гидродинамичеокого поля, способствующих разрушению (отрыву) поверхностного высоковязкого слоя раствора. В сильном сдвиговом поле значительно уменьшается вязкость полимерных растворов, что также способствует ускорению растворения одновременно уменьшается возможность слипания полимерных частиц. [c.51] Наибольшее число работ посвящено изучению растворения ксантогената целлюлозы, имеющего волокнистую структуру (в виде слипшихся волоконец), или полимерных материалов в ( )орме порошков или гранул. [c.51] Некоторые вопросы растворения полиакрилонитрила рассмотрены в работах [44 45]. Кинетика растворения ацетата целлюлозы и возможности интенсификации этого процесса приведены в работе [46]. [c.52] Вернуться к основной статье