ЗАВИСИМОСТЬ КОЭФФИЦИЕНТА ДИФФУЗИИ УГЛЕВОДОРОДОВ В ПОЛИВИНИЛТРИМЕТИЛСИЛАНЕ ОТ УРОВНЯ МОЛЕКУЛЯРНОЙ ПОДВИЖНОСТИ

Авторы
Файлы

Халиков Р.М. Козлов Г.В. Статья в формате PDF 113 KB

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 D_ц 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 D_ц, 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 Е_D (R - универсальная газовая постоянная, Т - температура испытаний. Зависимость D(Т) рассчитывалась в интервале Т=293-403 К. Величины диаметра молекулы d_M газов-пенетрантов взяты из литературных источников. Температура стеклования Т_с для ПВТМС принята равной 440 К.

Как отмечалось выше, в рамках фpaктального анализа уровень молекулярной подвижности можно охаpaктеризовать размерностью D_ц, которая оценивается из уравнения:

, (3)

где φ_кл - 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 φ_кл как функция Т определяется согласно следующему перколяционному соотношению:

. (4)

Уравнения (3) и (4) позволяют расчет φ_кл и, следовательно, D_ц исходя только из известных базовых хаpaктеристик полимера: Т_с и С_∞. Было обнаружено, что в интервале Т=293-403 К наблюдается систематическое увеличение D_ц в пределах 1,046-1,590, сопровождаемое ростом D. Это позволило аналитически выразить соотношение между D и D_ц 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	d_M, 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 d_M 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 d_M. Аналогичная сильная зависимость D(d_M) получена и экспериментально: так, при переходе от Не (d_M=1,82 Å) к С₄Н₁₀ (d_M=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 d_M изменялась в достаточно широком интервале (d_M=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	d_M, Å	D, см²/с
Газ	d_M, Å	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 D_ц, 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 D_ц=1,046-1,590 и d_M=1,82-5,66 Å.

ПЕРСПЕКТИВЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ДОСТИЖЕНИЙ ЮРИДИЧЕСКОЙ АНТРОПОЛОГИИ В ФОРМИРОВАНИИ СОВРЕМЕННОГО ПРАВОСОЗНАНИЯ

Статья в формате PDF 146 KB...

24 04 2024 17:25:50

ВЛИЯНИЕ ДВИГАТЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ НА ЗДОРОВЬЕ СТУДЕНТОВ

Статья в формате PDF 103 KB...

23 04 2024 8:16:19

Проблемы клеточного обновления эпителиоцитов десны при воспалительных заболеваниях пародонта

Статья в формате PDF 116 KB...

22 04 2024 6:29:52

АНАЛИЗ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПОДГОТОВКИ СВОБОДНЫХ ЗАЩИТНИКОВ В ВОЛЕЙБОЛЕ

Статья в формате PDF 250 KB...

21 04 2024 5:26:45

ЯВЛЯЕТСЯ ЛИ ПАХОВАЯ ГЕРНИОПЛАСТИКА ПО POSTEMPSKI АЛЬТЕРНАТИВОЙ НЕНАТЯЖНЫМ МЕТОДАМ?

Статья в формате PDF 129 KB...

20 04 2024 2:49:11

О НЕОБХОДИМОСТИ ОПРЕДЕЛЁННОЙ КОРРЕКЦИИ КОМПЛЕКСНОЙ МЕТОДИКИ ИЗУЧЕНИЯ ПРИЧИННО-СЛЕДСТВЕННЫХ СВЯЗЕЙ БОЛЕЗНЕЙ ЧЕЛОВЕКА С ЭКОЛОГО-БИОГЕОХИМИЧЕСКИМИ ФАКТОРАМИ

Статья в формате PDF 113 KB...

19 04 2024 13:12:39

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ И КУЛЬТУРНО-СПЕЦИФИЧНЫЕ МЕХАНИЗМЫ САМОРЕГУЛЯЦИИ ЛИЧНОСТИ

Статья в формате PDF 128 KB...

18 04 2024 9:53:40

СИММЕТРИЙНЫЕ ПРИНЦИПЫ ОБРАЗОВАНИЯ НИЗКОСИММЕТРИЧНЫХ МОДИФИКАЦИЙ КРИСТАЛЛОВ

Статья в формате PDF 112 KB...

17 04 2024 5:14:45

ВЛИЯНИЕ СТИЛЯ ДЕТСКО-РОДИТЕЛЬСКИХ ОТНОШЕНИЙ НА ЦЕННОСТНО-СМЫСЛОВУЮ СФЕРУ ПОДРОСТКОВ С СИНДРОМОМ ВЕГЕТАТИВНОЙ ДИСФУНКЦИИ

Статья в формате PDF 99 KB...

16 04 2024 0:29:18

ТЕХНИКО-ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ ПЕРЕВОДА РАБОТЫ СЕЛЬСКИХ МНОГОПРОФИЛЬНЫХ КОТЕЛЬНЫХ НА БИОТОПЛИВО

Статья в формате PDF 338 KB...

15 04 2024 6:55:13

ПРИНЦИП СПРАВЕДЛИВОСТИ И КРИТЕРИИ ЕГО РЕАЛИЗАЦИИ В ДЕЯТЕЛЬНОСТИ УЧАСТНИКОВ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ПРОЦЕССА В ВУЗЕ

Статья в формате PDF 212 KB...

14 04 2024 0:33:34

ИЗУЧЕНИЕ СОСТОЯНИЯ НИЖНИХ КОНЕЧНОСТЕЙ У БОЛЬНЫХ САХАРНЫМ ДИАБЕТОМ 2-ГО ТИПА

Статья в формате PDF 250 KB...

13 04 2024 13:55:32

КОНКУРЕНЦИЯ В УСЛОВИЯХ ДУОПОЛИИ С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ТЕОРИИ ОПТИМАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ

Рассмотрена экономико-математическая модель конкуренции двух фирм на однородном рынке сбыта с точки зрения теории оптимального управления. Приводится формулировка соответствующей задачи отыскания программного управления, минимизирующего суммарные издержи предприятия, необходимые для достижения заданной рыночной доли на дуополистическом рынке. Дана экономическая интерпретация полученных результатов. ...

12 04 2024 5:53:51

АНТРОПОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД В СФЕРЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОГО ЗНАНИЯ: ОБЕСПЕЧЕНИЕ ПЕРЕХОДА ОТ ТРАДИЦИОННОГО ОБРАЗОВАНИЯ К ОБРАЗОВАНИЮ ИННОВАЦИОННОМУ, РЕАЛИЗУЮЩЕМУ ОБЩИЙ ПРИНЦИП РАЗВИТИЯ ЧЕЛОВЕКА

Статья в формате PDF 149 KB...

11 04 2024 18:46:13

РАННЯЯ ДИАГНОСТИКА НАРУШЕНИЙ ВНУТРИУТРОБНОГО СОСТОЯНИЯ ПЛОДА У ПАЦИЕНТОК С ЦИТОМЕГАЛОВИРУСНОЙ ИНФЕКЦИЕЙ

Цитомегаловирусная инфекция (ЦМВИ) относится к числу самых распространенных вирусных заболеваний. Наиболее уязвимыми являются плод и новорожденный. Целью данного исследования явилась ранняя диагностика нарушений внутриутробного состояния плода у беременных с ЦМВИ. Благодаря разработке новой ультразвуковой аппаратуры, основанной на эффекте Допплера проводились исследования кровотока в магистральных сосудах, а именно маточных артериях. Согласно поставленной цели по разработанной нами методике были рассмотрены анкеты клинико-лабораторного исследования у беременных с ЦМВИ. Всего обследовано 115 женщин с различными сроками беременности и 40, составляющих контрольную группу. Из общего числа беременных у 64 (55,7 %) ЦМВИ протекала в легкой форме, первично-латентную инфекцию наблюдали у 48 (41,7 %) пациенток. Ультразвуковое сканирование проводилось в разные сроки беременности, преимущественно во II-III триместрах, однако, по показаниям в некоторых случаях УЗИ осуществляли и в более ранние сроки. Исследование проводилось на аппарате «Aloka» 1700 SSD с допплерометрическим блоком пульсирующей волны, с использованием трaнcдьюсеров 3,5 и 5 мГц и трaнcвaгинальным датчиком 6,5 мГц. При допплерографии в акушерстве применяется качественный анализ кривых скоростей кровотока (КСК). Определяются систоло-диастолическое соотношение (СДО), индекс резистентности (ИР), пульсовый индекс (ПИ). В нашем исследовании наиболее нeблагоприятным признаком явилось появление дикротической выемки на фоне двухстороннего нарушения маточно-плацентарного кровотока. У беременных с латентной формой ЦМВИ нами выявлена также ассиметрия маточно-плацентарного кровотока. Изменение кровотока в правой МА более выражено, что, по-видимому связано с наличием плацентации одноименной стороны. Снижение маточно-плацентарного кровотока в правой МА постепенно приводит к снижению в левой МА, и связано с наличием морфологических изменений в плаценте. Более выраженные нарушения маточно-плацентарного кровотока встретились у беременных с СЗРП. Из этого следует, что основная причина гипотрофии – это нарушение маточно-плацентарного кровотока. ...