CC BY
39
г!Л
, (1) А - адсорбция; к - константа скорости адсорбции; Ар - равновесная адсорбция; ^ - время. Решение уравнения адсорбции имеет вид:
A=A (1- exp (- kt))
(2)
Табл. 1. Значения оптимальных параметров для уравнения адсорбции при аппроксимации расчётных данных и соответствующие отклонения
I, моль/м3 k, с-1 Стандартное отклонение
50 9804,6 0,0134
100 5764,3 0,0310
500 4117,5 0,0370
1000 3666,6 0,0330
2000 2244,7 0,0350
3000 717,0 0,0277
4000 569,5 0,0397
Зависимость степени заполнения поверхности капель масла адсорбировавшимися НЧ SiO2 от времени хорошо описывается уравнением (2) только при малых значениях ионной силы раствора, составляющего дисперсионную среду эмульсий - при I = 50 моль/м3 (табл. 1). При более высоких значениях ионной силы стандартное отклонение расчётных данных уравнением (2) возрастало.
Таким образом, при ионной силе 2000 моль/м3 капли масла стабилизировались одинарным слоем НЧ SiO2, при этом флокуляция капель внутренней фазы эмульсии не происходила. При I = 3000 моль/м3 происходила флокуляция капель масла, разделённых одинарным слоем НЧ SiO2. При более высоких и более низких значениях ионной силы система оказывалась неустойчивой, капли масла сближались друг с другом до нулевого расстояния, что соответствует коалесценции в эмульсии.
Библиографический список
1. Binks B.P. Particles as surfactants—similarities and differences. // Current Opinion in Colloid & Interface Science. - 2002. - V. 7, No 1-2. - P. 21-41.
УДК 544.35+539.21
М.Ю.Чекрыгина, М.Ю. Королёва
Российский химико-технологический университет им. Д.И.Менделеева, Москва, Россия
ПОЛУЧЕНИЕ ПОРИСТОГО ПОЛИСТИРОЛА НА ОСНОВЕ ВЫСОКОКОНЦЕНТРИРОВАННЫХ ОБРАТНЫХ ЭМУЛЬСИЙ
Высокопористый полистирол был получен на основе обратных высококонцентрированных эмульсий. Определены оптимальные условия получения обратных высококонцентрированных эмульсий состава стирол/ Span80/ водная фаза с долей внутренней фазы от 80 до 97%. Установлены условия поли-
меризации таких эмульсий, при которых коалесценция капель внутренней фазы незначительна. Показано, что средний диаметр пор в пористом полистироле практически совпадает с размером капель в исходной высококонцентрированной эмульсии.
Highly porous polystyrene was obtained on the basis of the inverse of highly concentrated emulsions. The optimal conditions for obtaining highly inverse emulsions of styrene / Span80 / the water phase fraction of the inner phase with 80 to 97%. The conditions for the polymerization of such emulsions in which the coalescence of the droplets of the inner phase is negligible. It is shown that the average pore diameter of the porous polystyrene practically coincides with the size of the droplets in the initial highly concentrated emulsion.
В последнее время значительно возрос интерес к высокопористым материалам. Такие материалы имеют более низкую плотность, поэтому они перспективны для применения в авиационной и космической отраслях промышленности. Также они обладают значительной удельной межфазной поверхностью и могут быть использованы в качестве адсорбентов. Важным требованием при создании пористых материалов является сохранение требуемой прочности, так как с увеличением количества пустот прочность, естественно, снижается. Чтобы не допустить резкого снижения прочности необходимо, чтобы размеры пустот и пор не превышали нескольких микрометров.
Высокопористые полимерные материалы могут быть получены из обратных высококонцентрированных эмульсий (ВКЭ), в которых дисперсионная среда состоит из мономера. После проведения полимеризации мономера образуется легкая эластичная структура, состоящая из сферообразных прослоек толщиной 30-100 нм.
В данной работе ВКЭ были получены высокоэнергетическим методом - при перемешивании в специальном аппарате со скоростью 1500-3000 об/мин. В качестве дисперсионной среды использовался стирол, внутренняя фаза - водный раствор пероксидо-сульфата аммония. Стабилизировались ВКЭ поверхностно-активным веществом (ПАВ) Span 80. Объемное соотношение стирол : Span 80 составляло 2:1. Водная фаза добавлялась в смесь ПАВ и стирола со скоростью ~ 1 мл/мин при постоянном перемешивании. Температура в диспергаторе поддерживалась равной 20-25 °С. Данным способом были получены обратные ВКЭ с долей внутренней фазы от 80 до 97 об.%.
На рис. 1 представлена фотография обратной ВКЭ с долей внутренней фазы 85%. Видно, что в таких эмульсиях достигается плотная упаковка капель внутренней фазы. Размер капель внутренней фазы в такой ВКЭ находится в диапазоне 1-10 мкм (рис. 2). Средний диаметр капель составляет 3 мкм.
Концентрация инициатора полимеризации - пероксидосульфат аммония составляла 3-7% от массы стирола. Полимеризацию проводили при 70 °С при постоянном перемешивании со скоростью 400 об/мин в минуту в течение 3 ч. Затем перемешивание прекращалось, и нагревание продолжалось еще 12-20 часов. После окончания полимеризации образец помещался в эксикатор и высушивался в течение 5-7 суток.
Рис. 1. Микрофотография обратная ВКЭ с долей внутренней фазы 85 об.%, полученная
Рис. 2. Распределение водных капель по размерам в обратной ВКЭ с долей внутренней фазы 85 об.%
На рис. 3 приведены микрофотографии образцов, полученных из ВКЭ, содержащих 3 и 7 % пероксидосульфата аммония от массы стирола. При концентрации инициатора 3% образуется структура, сходная со структурой исходной ВКЭ (рис. 3а). Полости имеют сферическую форму, прослойки практически не деформированы. Распределение полостей по размерам практически совпадаем с распределение по размерам капель в исходной ВКЭ (рис. 4). Толщина прослоек в таком материале составляет 40-70 нм (рис. 3а).
При более высокой концентрации инициатора - 7% полости также сохраняют сферическую форму (рис. 3б). Однако прослойки практически полностью разрушены и присутствуют только в областях пересечения каналов Плато-Гиббса.
Рис. 3(а). Микрофотография высокопористого полистирола, полученного из ВКЭ с долей внутренней фазы 85 об.%: концентрация инициатора 3% от массы стирола
Рис. 3(б). Микрофотография высокопористого полистирола, полученного из ВКЭ с долей внутренней фазы 85 об.%: концентрация инициатора 7% от массы стирола
0,5
2 3 4
Диаметр пор, мкм
Рис. 4. Распределение по размерам полостей в образце высокопористого полистирола, полученного из ВКЭ с долей внутренней фазы 85 об.% : концентрация инициатора 3% от массы стирола
Таким образом, при более низкой концентрации инициатора образуется полимерный материал с изолированными полостями, при высокой концентрации инициатора образуются сквозные поры.
5
6
УДК 54.084 Б.В. Иванов
Открытое акционерное общество «Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов», Москва, Россия
РАДИОЛЮМИНОГРАФИЯ КАК МЕТОД ИЗУЧЕНИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ ИЗОТОПОВ ВОДОРОДА С КОНСТРУКЦИОННЫМИ МАТЕРИАЛАМИ: ОБЛАСТЬ ПРИМЕНЕНИЯ, ДОСТОИНСТВА И НЕДОСТАТКИ
В статье обсуждается область применения радиолюминографического метода для изучения взаимодействия водорода с материалами, а так же его достоинства и недостатки.
The article discusses the scope of the radioluminography method to study the interaction of hydrogen with materials, and its advantages and disadvantages.
Радиолюминография
Радиолюминография - метод основанный на применении эффекта фотостиму-лированной люминесценции, который заключается в образовании скрытого изображения источника излучения при взаимодействии фотостимулируемых материалов с частицами излучения. Скрытое изображение представляет собой распределенные на фото-стимулируемом материале (обычно используется пластина из подложки с нанесенной на нее смесью из кристаллов фотостимулируемых материалов и связывающего кристаллы полимера) электронные и дырочные центры. Затем под действием света из спектральной области поглощения одного из центров происходит их проявление, заключающееся в испускании квантов света определенной длинны волны, которые регистрируются различными методами[1].
