Статья по теме: Капиллярная конденсация

Предметная область: полимеры, синтетические волокна, каучук, резина

Скачать полный текст

Следует сделать еще несколько общих замечаний. Помимо макропор, в полимерном теле присутствуют, как это было отмечено выше, микропоры, размер которых соизмерим с размерами молекул сорбата. Естественно, что в этом случае молекулы сорбата не могут проникать в такие микропоры (считается, что для проникновения молекул сорбата в поры, объем последних должен в несколько раз превышать объем проникающих молекул). Поскольку молекулы сорбата могут быть различны, т.е. могут иметь разные размеры, то параметры пористой структуры, определяемые из сорбционных данных, будут зависеть от типов и размеров молекул сорбирующихся веществ. Поэтому введены такие термины, как "пористость по азоту", "пористость по бензолу" и т.д. Интересно, что сорбционный метод определения пористой структуры полимерных тел не может применяться в том случае, когда тело содержит достаточно крупные макропоры. Это связано с тем, что в условиях полимолекулярной адсорбции, когда происходит образование многих молекулярных слоев на стенках макропор, их слияние становится затруднительным, то есть капиллярная конденсация отсутствует. Тогда суммарный объем пор, рассчитанный по количеству проникшего в полимерное тело сорбата, будет меньше истинного объема макропор.[2, С.56]

Сорбция паров является результатом взаимодействия сорбента и сорбата, а капиллярная конденсация — это процесс взаимодей-сгшя молекул сорбата друг с другом, вызванный, понижением давления пара сорбата над погнутым мениском в капилляре.[1, С.501]

Четких границ между зонами нет. Образование полимолекулярного слоя воды может начаться до окончания формирования монослоя, а капиллярная конденсация уже начинается при меньшей (ниже 90%) относительной влажности воздуха. При приближении относительной влажности воздуха к 100% древесина достигает предела гигроскопичности (абсолютная влажность 25...30%). При сорбции паров воды целлюлозой, выделенной из древесины, границы между зонами изотермы сорбции будут зависеть от предыстории образца, его надмолекулярной структуры. В соответствии с различием механизмов поглощения древесиной паров воды из воздуха всю гигроскопическую влагу подразделяют на два вида: сорбционную воду, связанную водородными связями, и капиллярно-конденсированную. Свободная вода поглощается за счет капиллярных сил (поверхностного натяжения).[3, С.267]

Поверхность материала древесины гидрофильна, а поперечные размеры ее пустот меньше капиллярной постоянной воды (3,8 мм при 20°С). Капиллярная постоянная жидкости характеризует линейный размер, при котором и меньше которого становятся существенными капиллярные явления. Следовательно, при контакте древесины с водой должны наблюдаться капиллярные явления (капиллярная пропитка, капиллярная конденсация и др.), играющие важную роль не только в жизни дерева, но и в процессах переработки древесины.[3, С.253]

У полимерных сорбентов под адсорбцией понимают поглощение на поверхности раздела фаз, а под абсорбцией -растворение поглощаемого низкомолекулярного вещества в полимере с образованием твердого раствора, причем при абсорбции полимер обычно набухает. Процессы абсорбции у полимеров преобладают над процессами адсорбции. Однако при сорбции у пористых полимеров оба процесса происходят одновременно и практически их невозможно разграничить. Кроме того, в порах полимерного сорбента возможна капиллярная конденсация, накладывающаяся на процессы адсорбции и абсорбции. При сорбции полярными полимерами полярных низкомолекулярных веществ сорбент взаимодействует с молекулами сорбата с образованием межмолекулярных связей, в том числе водородных. Изотермы сорбции при этом приобретают характерную S-образную форму. Вначале происходит интенсивное связывание молекул сорбата, затем после насыщения полярных функциональных групп сорбента наблюдается более медленное поглощение, а у пористых сорбентов вследствие капиллярной конденсации интенсивность поглощения сорбата затем снова возрастает.[3, С.264]

Препараты лигнина проявляют сорбционные свойства по отношению к парам, жидкостям и растворенным веществам, что свидетельствует о развитой внутренней поверхности и наличии специфических взаимодействий между лигнином и растворенными веществами. Лигнины проявляют гигроскопические свойства, причем некоторые препараты лигнина поглощают столько же паров воды, сколько и целлюлоза. Это может быть объяснено более развитой внутренней поверхностью данных образцов. Общий объем пор и удельная поверхность некоторых препаратов лигнина в несколько раз выше, чем у целлюлозы. Изотермы сорбции паров воды указывают на разный характер капиллярно-пористой структуры лигнинов, выделенных из древесины растворением углеводов, и лигнинов, выделенных растворением с последующим осаждением из раствора. У первых значительную роль в поглощении паров воды играет капиллярная конденсация, и они сорбируют больше воды, чем вторые, у которых капиллярная конденсация проявляется слабо. При относительной влажности воздуха 60% равновесная влажность лигнинов может составлять 3... 8%.[3, С.421]

Сорбция паров является результатом взаимодействия сорбента и сорбата, а капиллярная конденсация—это процесс взаимодей-сгвня молекул сорбата друг с другом, вызванный понижением давления пара сорбата над погнутым мениском в капилляре.[5, С.501]

И — увлажнение в атмосфере насыщенного пара: а — период завершения адсорбции; б — капиллярная конденсация с возникновением капиллярных сил, вызывающих усадку; в — окончание капиллярной конденсации и образование наружного водного облекающего слоя. Б — высыхание: г — период действия сил капиллярной контракции; д — возврат к первоначальному состоянию с исчезновением влаги.[6, С.229]

Изотерма типа П. Изотермы С. паров 'макропористыми сорбентами, напр, паров органич. веществ ацетил- и этилцеллюлозой, относятся к типу II, для к-рого характерна капиллярная конденсация, т. е. сжижение сорбата вследствие пониженного давления его насыщенного пара над вогнутым мениском жидкого сорбата в капилляре. Капиллярная конденсация приводит к значительному увеличению С. (восходящий участок на изотерме после точки перегиба, см. рис. 1). Для изотерм типа II С. Брунауэр, П. Эммети Е. Теллер вывели ур-ние (т. н. ур-ние БЭТ) в предположении многослойной адсорбции:[9, С.229]

Изотерма т и п а П. Изотермы С. паров макропористыми сорбентами, напр, паров оргаппч. веществ ацетил- и этилцеллюлозой, относятся к типу II, для к-рого характерна капиллярная конденсация, т. е. сжижение сорбата вследствие пониженного давления его насыщенного пара над вогнутым мениском жидкого сорбата в капилляре. Капиллярная конденсация приводит к значительному увеличению С. (восходящий участок на изотерме после точки перегиба, см. рис. 1). Для изотерм типа II С. Брунауэр, П. Эммети Е. Теллер вывели ур-ние (т. н. ур-ние БЭТ) в предположении многослойной адсорбции:[7, С.229]

Довольно простая картина мономолекулярной адсорбции вандервааль-сового типа при расширении круга адсорбентов и адсорбатов и при работе при «повышенных» температурах, которые в некоторых случаях могут доходить до —50°, осложняется двояким образом. Первое осложнение заключается в том, что на поверхности образуются более толстые слои. В результате капиллярная конденсация порождает обычную жидкую фазу адсорбата, которая примыкает к адсорбенту через посредство истинного адсорбционного монослоя. Второе осложнение, которое имеет для нас большее значение, чем первое, вызывается тем обстоятельством, что взаимодействие между адсорбентом и адсорбатом не всегда сводится к простым силам ван-дер-Ваальса, но оно может быть усилено образованием довольно устойчивых комплексов и даже настоящих химических связей; в этом случае физическая адсорбция превращается в хемосорбцию.[8, С.30]

... отрезано, скачайте архив с полным текстом ! Полный текст статьи здесь