Реферат: Сборник задач и расчетно-графических работ по технологии переработки полимеров

Фенолформальдегидная смола образует на поверхности волокнистых наполнителей сравнительно тонкие переходные слои: 0,03 мкм – на поверхности лавсана (задача 9), 0,07 мкм – на поверхности капрона (задача 17).

Ответ: δ=0,07 мкм

18.Определить концентрации непрореагировавших олигомеров в объёме связующего С₁ и в переходном слое С₂ , а также их разность ∆С=С₂ -С₁ (движущую силу диффузии), если x_св =0,80; χ=0,17;γ=0,56.Общая масса связующего m=12,96 г. Расчет вести по модели 1 (см. рис.1):

Рис.1 Схема переходного слоя по модели 1

Плотность связующего ρ=1,2 г/см³ .

В какую сторону диффундируют олигомерные молекулы в соответствии с полученными результатами ? Найти движущую силу диффузии ΔС=С₂ -С₁ .

Решение:

С₁ ~ (1), С₂ ~ (2), где V- объём связующего, υ- объём переходного слоя.

V= (3), υ= (4), y=x_св +χ (5).

Подставляя (3), (4), (5) в (1) и (2), получаем:

C₁ =масс. доли/см³ =см^-3

С₂ ==0,00280 см^-3

∆С=С₂ -С₁ =0,00280-0,04209=-0,03929≈-0,0393 см^-3

Ответ: ∆С=-0,0393 см^-3 ; олигомерные молекулы диффундируют из объёма связующего к поверхности наполнителя, т.к наполнитель ускоряет отверждение.

19. Определить среднюю толщину δ переходного слоя, образованного эпоксидным связующим массой m=12,96 г на поверхности наполнителя S=86,4 м² при массовой доле связующего,образовавшего переходный слой,γ=0,90.Плотность эпоксидного связующего ρ=1,2 г/см³ .

Решение:

Среднюю толщину переходного слоя можно оценить как отношение объёма переходного слоя υ к его поверхности S:

Δ=0,1125∙10^-4 см=0,1125 мкм

Ответ: δ=0,1125∙10^-4 см=0,1125 мкм

20. Вычислить коэффициент диффузии D, олигомерных молекул фенолоформальдегидного связующего к поверхности волокна капрон используя соотношение U=-DS(∆C/δ) (первый закон Фика), где скорость диффузии U=1,85∙10^-5 с^-1 , движущая сила диффузии ∆С=-0,0393 см^-3 , толщина переходного слоя δ=0,07 мкм, площадь переходного слоя (поверхность диффузии) S=86,4 м² . S выразить в см² , δ- в см

Решение:

Из данного выражения первого закона Фика в конечных приращениях следует :

D₁ =-0,0382∙10^-13 =3,82∙10^-15 см² /с.

Порядок полученной величины D₁ соответствует известным значениям коэффициентов диффузии молекул низкомолекулярных веществ в твёрдых полимерах.

Ответ: D₁ =3,82∙10^-15 см² /с

21. Вычислить коэффициент диффузии D₂ олигомерных молекул фенолоформальдегидного связующего к поверхности волокна капрон, используя соотношение (второй закон Фика), где толщина переходного слоя (путь диффузии) δ=0,07 мкм, продолжительность процесса Δτ=90 мин. (необходимо Δτ выразить в секундах).

Решение:

Величины движущей силы диффузии ΔС=С₂ -С₁ в левой и правой частях выражения для второго закона Фика в конечных приращениях сокращаются, поэтому указанное выражение принимает вид ,