ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПОЛИВИНИЛТРИМЕТИЛСИЛАНЕ ОТ УРОВНЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ПОДВИЖНОСТИ
В настоящее время предполагается, что увеличение жесткости полимерной цепи и, следовательно, ослабление молекулярной подвижности приводит к снижению коэффициента диффузии D полимеров. Наиболее ярко этот эффект проявляется в температурной зависимости D: увеличение температуры испытаний и, как следствие, усиление молекулярной подвижности приводит к существенному росту D. В рамках фpaктального анализа уровень молекулярной подвижности может быть количественно охаpaктеризован фpaктальной размерностью Dц участка цепи между точками ее топологической фиксации (узлами зацеплений, сшивками и т.д.). В случае полиэтилена высокой плотности (ПЭВП) была обнаружена очень сильная зависимость D от Dц, выражаемая следующим соотношением:
, (1)
где D дается в см2/с.
Цель настоящего сообщения - исследование зависимости коэффициента диффузии от уровня молекулярной подвижности для поливинилтриметилсилана (ПВТМС) в рамках фpaктальной модели с использованием температурной зависимости D для четырех углеводородов (С2Н4, С2Н6, С3Н6 и С3Н8).
Использованы экспериментальные значения коэффициента диффузии 13 газов в ПВТМС. Экспериментальные температурные зависимости D для С2Н4 и С3Н8 рассчитаны по уравнению аррениусовского типа:
, (2)
где приняты экспериментальные величины константы D0 и энергии активации диффузии ЕD (R - универсальная газовая постоянная, Т - температура испытаний. Зависимость D(Т) рассчитывалась в интервале Т=293-403 К. Величины диаметра молекулы dM газов-пенетрантов взяты из литературных источников. Температура стеклования Тс для ПВТМС принята равной 440 К.
Как отмечалось выше, в рамках фpaктального анализа уровень молекулярной подвижности можно охаpaктеризовать размерностью Dц, которая оценивается из уравнения:
, (3)
где φкл - относительная доля областей локального порядка (кластеров), хаpaктеристическое отношение, которое является показателем статистической гибкости полимерной цепи и равно 4,0 для ПВТМС.
В свою очередь, величина φкл как функция Т определяется согласно следующему перколяционному соотношению:
. (4)
Уравнения (3) и (4) позволяют расчет φкл и, следовательно, Dц исходя только из известных базовых хаpaктеристик полимера: Тс и С∞. Было обнаружено, что в интервале Т=293-403 К наблюдается систематическое увеличение Dц в пределах 1,046-1,590, сопровождаемое ростом D. Это позволило аналитически выразить соотношение между D и Dц в форме степенной функции:
, (5)
где К и Δ - константы для каждого газа-пенетранта.
Сравнение температурных зависимостей D для двух газов (С2Н4 и С3Н8), рассчитанных по уравнениям (2) и (5), показало их хорошее соответствие.
Таблица 1. Значения констант К и D в уравнении (5) для углеводородов
|
Углеводород |
dM, Å |
К |
Δ |
|
С2Н4 |
4,17 |
1,06 |
1,37 |
|
С2Н6 |
4,44 |
0,39 |
2,80 |
|
С3Н6 |
4,99 |
0,14 |
4,18 |
|
С3Н8 |
5,12 |
0,034 |
9,30 |
Величины констант К и Δ в уравнении (5) обнаружили систематическое изменение с вариацией диаметра молекулы dM газа-пенетранта, что следует из данных таблицы 1. Это систематическое изменение позволило выразить указанные константы с помощью следующих уравнений:
, (6)
. (7)
Как следует из уравнений (6) и (7), наблюдается очень сильная степенная зависимость К и Δ (и, следовательно, коэффициента диффузии) от величины dM. Аналогичная сильная зависимость D(dM) получена и экспериментально: так, при переходе от Не (dM=1,82 Å) к С4Н10 (dM=5,66 Å) величина D в случае ПВТМС уменьшается почти на 6 порядков.
Для проверки общности соотношений (5)-(7) был выполнен расчет D по ним для ПВТМС и 10 газов-пенетрантов, чья величина dM изменялась в достаточно широком интервале (dM=1,82-5,66 Å). Сравнение полученных экспериментально и рассчитанных указанным методом коэффициентов диффузии для ПВТМС приведено в таблице 2. Как можно видеть, несмотря на существенную погрешность для некоторых газов (например, Не), расчет дает корректный интервал изменения D при Т=293 К, а именно, на 6 порядков величины. В общем случае такая погрешность обусловлена самой степенной формой соотношений (5)-(7) и большими величинами показателей в них.
Таблица 2. Сравнение экспериментальных и рассчитанных по уравнению (5) коэффициентов диффузии D для ПВТМС
|
Газ |
dM, Å |
D, см2/с |
|
|
эксперимент |
расчет по уравнению (5) |
||
|
Не |
1,78 |
370 |
1660 |
|
Ne |
2,30 |
95 |
139 |
|
О2 |
2,89 |
7,6 |
7,2 |
|
СО2 |
3,02 |
5,0 |
4,1 |
|
N2 |
3,04 |
3,6 |
3,7 |
|
СН4 |
3,18 |
1,8 |
2,1 |
|
Rn |
3,77 |
0,08 |
0,23 |
|
С2Н2 |
3,38 |
0,64 |
0,93 |
|
С2Н4 |
3,85 |
0,80 |
0,17 |
|
С4Н10 |
5,66 |
0,001 |
0,003 |
Таким образом, результаты настоящего сообщения показали, что величина коэффициента диффузии разных газов в поливинилтриметилсилане контролируется двумя факторами: уровнем молекулярной подвижности, хаpaктеризуемым фpaктальной размерностью Dц, и размером молекул газа-пенетранта. Как и в случае ПЭВП (уравнение (1)), получена очень сильная степенная зависимость D от обоих указанных факторов, объясняющая очень большую вариацию D для ограниченного интервала изменения Dц=1,046-1,590 и dM=1,82-5,66 Å.
Статья в формате PDF
111 KB...
11 08 2026 6:21:36
Статья в формате PDF
112 KB...
09 08 2026 9:10:26
Статья в формате PDF
100 KB...
08 08 2026 20:10:34
Статья в формате PDF
112 KB...
07 08 2026 7:43:45
Статья в формате PDF
271 KB...
06 08 2026 19:42:44
Статья в формате PDF
263 KB...
04 08 2026 7:53:18
Приведены данные по распространению элементов платиновой группы (ЭПГ) в офиолитах Салаира, Алтая и Горной Шории. ЭПГ в наибольших концентрациях отмечены в проявлениях хромитов, образующих подиформные залежи, а также в никелевых проявлениях с обильными сульфидами меди, никеля и кобальта. Минералы ЭПГ представлены изоферроплатиной, иридосмином и рутениридосмином. Реже встречаются самородная платина, рутениевый невъянскит и рутениевый сысерскит. В рудных телах также присутствуют в повышенных концентрациях золото и серебро. Состав минеральных фаз платиноидов указывает на близость к восточно-уральскому геолого-промышленному типу, связанному с изверженными породами габбро-клинопироксенит-перидотитовой формации.
...
03 08 2026 0:28:49
Статья в формате PDF
114 KB...
01 08 2026 0:48:31
Статья в формате PDF
175 KB...
31 07 2026 6:35:14
Статья в формате PDF
400 KB...
30 07 2026 20:27:39
Статья в формате PDF
252 KB...
29 07 2026 14:52:18
Статья в формате PDF
256 KB...
28 07 2026 2:14:13
Статья в формате PDF
253 KB...
27 07 2026 5:24:29
Статья в формате PDF
105 KB...
26 07 2026 18:55:14
Статья в формате PDF
113 KB...
25 07 2026 19:47:40
Статья в формате PDF
138 KB...
23 07 2026 2:21:59
Статья в формате PDF
95 KB...
22 07 2026 14:59:31
Статья в формате PDF
111 KB...
21 07 2026 13:37:19
Статья в формате PDF
141 KB...
20 07 2026 11:45:41
Статья в формате PDF
251 KB...
19 07 2026 18:55:44
В настоящей работе представлены результаты физиолого-гигиенической оценки бронежилетов для наружного ношения, отличающихся конструкцией и видом используемых для изготовления чехлов материалов.
Проведены три серии испытаний бронежилетов в условиях микроклиматической камеры в лаборатории специальной одежды Ивановского НИИ охраны труда и реальных условиях эксплуатации в Отделе специального назначения УИН Минюста России по Ивановской области. Сравнительная оценка физиолого-гигиенических хаpaктеристик бронежилетов в первой серии испытаний показала, что по показателям теплового состояния и сердечно-сосудистой системы бронежилет модели 1, чехол которого изготовлен из нового материала с дискретным полимерным покрытием, отличается в лучшую сторону. Исследовали во второй серии испытаний эту модель бронежилета, но с введением в структуру дополнительного амортизационного слоя. Результаты испытаний показали, что сдвиги функционального состояния носчиков наименее выражены при использовании бронежилета с амортизационным слоем. При проведении третьей серии испытаний на пересечённой местности наибольшее число носчиков отметили бронежилет модели 1 с амортизационным слоем как оптимальный.
...
17 07 2026 10:21:10
Статья в формате PDF
324 KB...
16 07 2026 3:58:19
Статья в формате PDF
145 KB...
14 07 2026 17:36:40
Статья в формате PDF
120 KB...
12 07 2026 7:14:28
Статья в формате PDF
119 KB...
11 07 2026 11:35:20
Статья в формате PDF
233 KB...
10 07 2026 9:51:47
Статья в формате PDF
112 KB...
08 07 2026 9:35:47
Дана оценка современным физико-химическим методам исследования для контроля, сертификации и гигиенической оценке безопасности нономатариалов. Разработаны методики определения ряда тяжелых металлов в биологических средах, которые утверждены МЗ РФ и Роспотребнадзором РФ и могут быть использованы для оценки безопасности наноматериалов.
...
07 07 2026 5:41:31
Статья в формате PDF
204 KB...
06 07 2026 11:24:24
В статье приведены спopные данные предшественников по составу и особенностям становления гранитоидов Абайского массива среднего девона. Новые данные, полученные авторами по петрологии и геохимии, позволяют отнести гранитоиды массива к анорогенному типу (А-тип) с щелочными минералами (рибекитом, астрофиллитом). Формирование массива протекало в три фазы: 1 – гранодиориты; 2 – граниты, умеренно-щелочные рибекитовые граниты; 3 – лейкограниты и лейкогранит-порфиры. Генерация их происходила в постколлизионной обстановке, инициированной плюмтектоникой. В северо-западной части массива в районе пологого погружения кровли, осложнённой куполовидным поднятием, зафиксировано аномальное обогащение флюидной магматогенной фазы летучими компонентами, и особенно фтором, что указывает на возможность обнаружения здесь редкометалльно-редкоземельного оруденения.
...
03 07 2026 16:12:49
Еще:
Поддержать себя -1 :: Поддержать себя -2 :: Поддержать себя -3 :: Поддержать себя -4 :: Поддержать себя -5 :: Поддержать себя -6 :: Поддержать себя -7 :: Поддержать себя -8 :: Поддержать себя -9 :: Поддержать себя -10 :: Поддержать себя -11 :: Поддержать себя -12 :: Поддержать себя -13 :: Поддержать себя -14 :: Поддержать себя -15 :: Поддержать себя -16 :: Поддержать себя -17 :: Поддержать себя -18 :: Поддержать себя -19 :: Поддержать себя -20 :: Поддержать себя -21 :: Поддержать себя -22 :: Поддержать себя -23 :: Поддержать себя -24 :: Поддержать себя -25 :: Поддержать себя -26 :: Поддержать себя -27 :: Поддержать себя -28 :: Поддержать себя -29 :: Поддержать себя -30 :: Поддержать себя -31 :: Поддержать себя -32 :: Поддержать себя -33 :: Поддержать себя -34 :: Поддержать себя -35 :: Поддержать себя -36 :: Поддержать себя -37 :: Поддержать себя -38 ::
