CC BY
14ТМФД, при концентрациях 20; 6; 4% (масс.) константы рекомбинации равны: к2=3,3; 24,8; 31,5 л/(моль-с). Отсюда, оптимальная концентрация инициаторов составляет 4-5%.
Коэффициенты преломления полученных оптоэлектронных материалов ё=1,51-1,52.
Эпоксидные оптоэлектронные клеи образуются при отверждении мономеров, не содержащих непредельных связей. Термоотверждение приводит к потере оптических свойств, а под УФ-воздействием мономеры не отверждаются.
В качестве основы эпоксидного материала нами взят диглицидиловый эфир Б,Ь-камфорной кислоты (ДГЭКК). Отвердителем служил диэти-лентриамин, модифицированный ДГЭКК [3]. При 298 К система отверждается за 2 суток, при УФ-облучении не отверждается.
Введение в реакционную смесь сильного акцептора - 2,4,6-три-трет-бутилнитробензола (ТНБ) резко снижает время термоотверждения до 2 ч. Кроме того, эпоксиды отверждаются при УФ-облучении за 20 мин.
В спектрах ЭПР регистрируется сигнал ад-дукта атомарного водорода с ТНБ. По максимальному накоплению в реакционной смеси аддукта (1016-1017 спин/г) определяли время УФ-облуче-ния. Аналогично, при различных концентрациях, ТНБ находили оптимальную концентрацию, которая составила 2 %.
Коэффициенты преломления полученных материалов d=1,52-1,57.
Таким образом, применение метода ЭПР в реакциях радикальной полимеризации позволяет провести быстрый скрининг инициирующих систем и параметров отверждения полимерных материалов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Klimov E.S. and others J. Advanced Materials. 1995. V.2. №6. P. 474-478.
2. Klimov E.S., Davydova O.A. J. Theoretical and Experimental Chemistry. 1997. V.33. №2. P. 75-77.
3. Klimov E.S., Davydova O.A., Filonenko V.I. J. Advanced Materials. 1996. V.3. №6. P. 476-478.
Кафедра природопользования
УДК66.021.3:66.011
С.И. ЛАЗАРЕВ, А.С. ГОРБАЧЕВ
ИССЛЕДОВАНИЯ ДИФФУЗИОННОЙ И ОСМОТИЧЕСКОЙ ПРОНИЦАЕМОСТИ ВОДНОГО РАСТВОРА СУЛЬФАНИЛАТА НАТРИЯ ЧЕРЕЗ ОБРАТНООСМОТИЧЕСКИЕ МЕМБРАНЫ
(Тамбовский государственный технический университет)
Исследованы зависимости диффузионной и осмотической проницаемости в зависимости от концентрации сульфанилата натрия в водном растворе. Установлено, что с повышением концентрации осмотическая и диффузионная проницаемости уменьшаются.
При инженерных методиках расчета процесса обратного осмоса необходимо иметь экспериментальные данные по кинетическим параметрам массопереноса. Одной из составляющих мас-сопереноса при обратноосмотическом разделении является диффузионная проницаемость мембран -это процесс переноса растворенных веществ через мембрану под действием градиента концентраций. Другим параметром является осмотический поток растворителя.
Исследования по определению диффузионной и осмотической проницаемостей мембран
проводились на установке, схема которой приведена на рис.1. Установка состоит из ячейки (1-11), измерительных капилляров (9), (11), емкостей для исходных (2, 4) и отработанных (3, 5) растворов, решетки (10), изготовленные из оргстекла. Основным элементом установки является ячейка (1-11), состоящая из двух камер (I) и (II), которые разделены исследуемой мембраной (1). Перемешивание в камерах I и II осуществляется с помощью магнитных мешалок (6). Контроль за температурой в камерах (I) и (II) осуществляется с помощью термопар (7) градуировки ХК, подключенных к по-
тенциометру (8). Объем камер ячейки - 0,62-10-3 м3, рабочая площадь мембран составляла 267-10-6 м2. Камеры (I) и (II) изготовлены из оргстекла.
9 7
11
11
II [до I
<х> ! I сх=
Количество воды, прошедшее через мембрану 1 и интенсивность ее осмотического переноса в камеру (II), измеряется по уменьшению объема в измерительном капилляре (9) и увеличению объема в измерительном капилляре (11).
Количество растворенного вещества, прошедшего через мембрану в противоположном осмотическому переносу направлении в результате диффузии, определяется после проведения опыта и слива растворов в емкости отработанных растворов (3) и (5).
Коэффициент диффузионной проницаемости рассчитывали по формуле:
Рис 1. Схема установки для определения коэффициента диффузии и осмоса
Исследования по определению диффузионной и осмотической проницаемостей осуществляются по следующей методике. Предварительно подготовленная мембрана размещается в установке для обратноосмотического разделения, заполненной дистиллированной водой, и обжатых при рабочем давлении 4,0 МПа в течение 4 часов. Затем мембрана извлекалась из обратноосмотиче-ской установки и размещалась в ячейке для исследования диффузионной и осмотической проницаемости. Камера (I) заполняется раствором определенной концентрации, а камера (II) - дистиллированной водой. Для установления стационарного диффузионного и осмотического потоков растворы остаются в камерах продолжительное время (11-13 час), а затем сливаются. После этого камеры ячейки в течение 15 минут промываются дистиллированной водой. Затем проводят заполнение камер, как и в предшествующем опыте: камеру (I) заполняют раствором той же концентрации, а камеру (II) дистиллированной водой. Затем проводят отбор проб из камер через емкости отработанных растворов (3) и (5) и дополняют камеры (I) и (II) через емкости исходных растворов (2) и (4), проводят опыт по определению диффузионной и осмотической проницаемости. Продолжительность эксперимента составляет 3-6 часов.
Во время опыта осуществляется интенсивное перемешивание растворов магнитными мешалками. Необходимая интенсивность перемешивания определяется по литературным данным и из дополнительных экспериментов [1].
Количество растворенного вещества, прошедшего через мембрану в противоположном осмотическому переносу направлении в результате диффузии, определяется после проведения опыта и слива растворов в емкости отработанных растворов (3) и (5).
Рд =
С2 - У2 -5
(С! -С2)-8-т
Коэффициент осмотической проницаемости рассчитывается по объему перенесенного растворителя и рабочим параметрам: р АУ-5
осм (С! -С2)-8-т' где Росм - коэффициент осмотической проницаемости, АУ - объем перенесенного растворителя, 5 - толщина набухшей мембраны, 8 - рабочая площадь набухшей мембраны, С^ - концентрации растворенного вещества в камерах I и II, т - время проведения эксперимента.
Зависимости диффузионной и осмотической проницаемости от концентрации раствора сульфа-нилата натрия представлены на рисунках 2,3.
Коэффициент диффузионной проницаемости
12 10 -
о8-
3 6-
о
5" 4 -
£2
« МГА-95К ■ ОПМ-К — - -Логарифмический (МГА-95К)
V
\ •>
■ ч (ОПМ-К)
0 50 100 150 200 2;
С, кг/м3
Рис. 2.
Коэффициент осмотической проницаемости
. 4
♦ МГА-95К
■ ОПМ-К
. . . ■ Логарифмический (МГА-95К)
-Логарифмический (ОПМ-К)
100 150 С, кг/м3
Рис.3.
250
8
4
2
3
5
7
6
5
3
2
0
Установлено, что с повышением концентрации раствора сульфанилата натрия осмотическая и диффузионная проницаемость мембран МГА-95 и ОПМ-К уменьшается.
Анализируя зависимость диффузионной проницаемости от концентрации (рис.2), необходимо иметь в виду, что растворимое вещество может диффундировать в мембране как через поро-вое пространство, заполненное раствором, так и через аморфные области набухания мембраны. С увеличением концентрации раствора сульфанила-та натрия протекает процесс сужения и далее процесс закупоривания пор мембран, вызванный сорбционными процессами, что приводит к снижению коэффициента диффузионной проницаемости. Кроме этого, диффузионная проницаемость для мембраны МГА-95К выше, чем для мембраны ОПМ-К. Очевидно, что на величины диффузионной проницаемости влияет природа мембраны, заряд мембраны, распределение пор по радиусу в селективном слое мембран [2-7].
На рис.3 приведена зависимость осмотической проницаемости в зависимости от концентрации и с увеличением её из-за сорбции мембранами растворимых веществ, происходит дегидрация мембран, изменяя их пористые структуры (из-за набухаемости мембран, сужение диаметра пор) и
как следствие, снижение коэффициента осмотической проницаемости. Осмотическая проницаемость для мембран МГА-95К выше, чем для мембран ОПМ-К, и это связано с различием в природе материалов, структурных характеристик, знака заряда мембран [5-7].
ЛИТЕРАТУРА
1. Лазарев С.И., Коробов В.Б., Коновалов В.И. Исследование диффузионной и осмотической проницаемости полимерных мембран /Тамб. ин-т хим. Машиностр. Тамбов. 1989. 12 с. Деп. В ОНИИТЭ-ХИМа 21.08.89 № 807-хп 89. Хванг С.Т.
2. Каммермейер К. Мембранные процессы разделения /Пер. с англ./ Под ред. Ю.И. Дытнерского. М.: Химия. 1981. 464 с.
3. Технологические процессы с применением мембран / Под ред. Р.Е. Лейси и С. Лёба. Пер. с англ. Л.А. Мазитова и Т.М. Мнацаканян. М.: Мир. 1976. 372с.
4. Мулдер М. Введение в мембранную технологию (пер. с англ. Леонтьева А.Ю., Ямпольской Г.П.; под ред. Ямпольского Ю.П., Дубяги В.П.) 2001.
5. Рейтлингер С. А. Проницаемость полимерных материалов. М.: Химия. 1974. 272 с.
6. Дытнерский Ю.И. Баромембранные процессы. Теория и расчет. М.: Химия. 1986 (Процессы и аппараты химической и нефтехимической технологии). 272с.
7. Дытнерский Ю.И. Мембранные процессы разделения жидких смесей. М.: Химия. 1975. 252 с.
