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
113 KB...
02 05 2026 23:51:37
Статья в формате PDF
122 KB...
30 04 2026 15:18:13
Статья в формате PDF
131 KB...
28 04 2026 0:25:35
Статья в формате PDF
113 KB...
27 04 2026 21:49:37
Статья в формате PDF
127 KB...
26 04 2026 21:32:28
Статья в формате PDF
296 KB...
25 04 2026 1:34:18
Статья в формате PDF
274 KB...
24 04 2026 14:30:43
Статья в формате PDF
106 KB...
23 04 2026 1:49:51
Статья в формате PDF
116 KB...
22 04 2026 18:30:34
Статья в формате PDF 279 KB...
20 04 2026 3:38:31
Статья в формате PDF
125 KB...
19 04 2026 3:49:56
Статья в формате PDF
119 KB...
18 04 2026 4:16:33
Статья в формате PDF
262 KB...
17 04 2026 1:22:52
Статья в формате PDF
181 KB...
16 04 2026 11:56:40
Статья в формате PDF
119 KB...
15 04 2026 9:40:32
Статья в формате PDF
85 KB...
13 04 2026 8:52:57
Статья в формате PDF
112 KB...
12 04 2026 17:24:33
Статья в формате PDF
128 KB...
11 04 2026 17:11:54
Статья в формате PDF
111 KB...
09 04 2026 21:57:38
Статья в формате PDF 253 KB...
08 04 2026 12:11:39
Статья в формате PDF
117 KB...
07 04 2026 20:42:45
Статья в формате PDF
98 KB...
06 04 2026 8:56:29
Статья в формате PDF
115 KB...
05 04 2026 17:44:11
Статья в формате PDF
285 KB...
03 04 2026 13:46:26
Статья в формате PDF
106 KB...
02 04 2026 3:56:13
Статья в формате PDF
148 KB...
01 04 2026 12:11:42
Статья в формате PDF
105 KB...
31 03 2026 13:34:58
Статья в формате PDF
126 KB...
30 03 2026 3:53:27
Статья в формате PDF
106 KB...
29 03 2026 0:59:30
Статья в формате PDF
121 KB...
28 03 2026 15:55:11
Статья в формате PDF
266 KB...
27 03 2026 7:20:32
Статья в формате PDF
120 KB...
26 03 2026 4:13:31
Статья в формате PDF
107 KB...
25 03 2026 22:11:19
Рассматриваются вопросы, связанные с организацией децентрализованной системы финансово-бюджетных взаимоотношений в условиях «де-факто» унитарной модели государственного устройства. Более подробно изучается проблема реализации принципа самостоятельности территориальных бюджетов. Идея субсидиарности в основе функционирования бюджетной системы федеративного типа предполагает вертикальное и горизонтальное выравнивание финансово-бюджетных полномочий. При реализации бюджетной политики федеративного типа соответствующую систему финансово-бюджетных отношений следует рассматривать не как совокупность финансовых механизмов и нормативов, определяющих пропорции и параметры бюджетно-налоговых систем разных уровней, а как средство решения взаимосвязанных задач социальной, экономической и региональной политики с учетом промышленной специализации региональной экономики. Многоуровневое финансово-бюджетное регулирование, осуществляемое в федеративном государстве, объективно порождает различные противоречия, в их числе и несбалансированность федеративной бюджетной системы, которые разрешаются путем создания оптимальных форм и методов управления, регулирования и планирования.
...
24 03 2026 5:51:21
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 ::
