Прогнозирование совместимости ПВХ-С-6359-М -Неопрен

       Мольные объемы, рассчитанные по методике Аскадского соответственно равны: для ПВХ-49,05 Å^3,для Неопрена-75,25Å^3.

Также будем использовать рассчитанные по методике Аскадского значения параметра растворимости: для ПВХ 9,46 (кал/см3)^0,5, Неопрена 9,207 (кал/см3)^0,5.

       Рассчитаем параметр взаимодействия полимеров для различных температур.  Исходя из температур стеклования и деструкции, берем интервал с шагом 10К (358;408).

       Для 358К:

  2=0,00269

     Где 49,05А- сравнительный объем, который выбирается как можно ближе к молярному объему наименьшего звена полимера.

       Для 368К: 

  2=0,00262

      Для 378К:

2=0,00255

       Для 388К:

2=0,00248

       Для 398К:

2=0,00242

       Для 408К:

2=0,00236

      Тогда теоретический термодинамический потенциал при различных температурах будет равен:

Для 358К:

 где =Va/Vсмеси=49,05/49,05+75,25=0,39

=Vb/Vсмеси=75,25/124,3=0,61

 

   Аналогично проведем расчет термодинамического потенциала для остальных температур и сведем полученные значения в таблицу 1.

Таблица 1- Зависимость термодинамического потенциала от температуры

∆G, Дж/моль	Т,К
-10983	358
-11857	368
-12105	378
-12262	388
-12536	398
-12847	408

       Построим график  зависимости ∆G=f(T):

Рисунок 1 – Зависимость изменения энергии Гиббса от температуры

       Как видно из  зависимости, реакция протекает  самопроизвольно в прямом направлении.

5.ЗАВИСИМОСТЬ СОВМЕЩЕНИЯ ТЕРМОПЛАСТА  С ЭЛАСТОМЕРОМ ОТ МОЛЬНЫХ СООТНОШЕНИЙ  ПОЛИМЕРОВ    ПРИ ПОСТОЯННЫХ    ТЕМПЕРАТУРАХ

Зависимость совмещения ПВХ и Неопрена будем находить с помощью уравнения теоретического термодинамического потенциала смешения

полимеров [5, с.37] по уравнению 3:

                       (3)

где V-общий объем смеси м3,

- мольный объем мономерного звена м3/моль,м3/моль,

- объемные доли полимеров в смеси,

, -степени полимеризации мономеров,

-параметр взаимодействия полимеров,

- температура К,

-универсальная  газовая постоянная 8,31441(26) Дж/(моль*К),

-изменение энергии Гиббса,Дж/моль.

           Для  того, чтобы рассчитать параметр  взаимодействия полимеров воспользуемся  уравнением 4:

                                         2                                                           (4)

где где χ – константа Хаггинса;

R – универсальная газовая постоянная (8,314 Дж/(моль·К));

T – температура, К;

– параметры растворимости полимера и растворителя соответственно, определяемые из опыта или расчетным путем;

V- мольный объем мономерного звена м3/моль.

       Мольные объемы, рассчитанные по методике Аскадского  соответственно равны: для ПВХ-49,05 Å^3,для Неопрена-75,25Å^3.

Также будем использовать рассчитанные по методике Аскадского значения параметра растворимости: для ПВХ 9,46 (кал/см3)^0,5, Неопрена 9,207 (кал/см3)^0,5.

       Рассчитаем параметр взаимодействия полимеров для различных температур.  Исходя из температур стеклования и деструкции, берем интервал с шагом 10К (358;408).

     

       Для 368К: 

  2=0,00262

       Для 388К:

2=0,00248

       Для 408К:

2=0,00236

       Рассчитаем параметр  взаимодействия полимеров для  различных температур и различных  объемных долях полимеров. Расчет  проведем для 3 температур.

       Для 368К:

 

       Аналогично проведем расчет при других объемных долях и сведем полученные данные в таблицу 2.

Таблица 2- ∆G при определенных больных долях для 368К

∆G, Дж/моль
-5781	0,1
-8357	0,3
-11857	0,5
-9550	0,7
-4809	0,9

     

 Для 388К:

       Аналогично проведем  расчет при других объемных  долях и сведем полученные  данные в таблицу 3.

Таблица 3- ∆G при определенных больных долях для 388К

∆G, Дж/моль
-6095	0,1
-10912	0,3
-12262	0,5
-10069	0,7
-5071	0,9

      Для 408К:

       Аналогично проведем  расчет при других объемных  долях и сведем полученные  данные в таблицу 4.

Таблица 4- ∆G при определенных мольных долях для 408К

∆G, Дж/моль
-6409	0,1
-11457	0,3
-12847	0,5
-10588	0,7
-5333	0,9

 

 

Построим график зависимости ∆G=f( ):

Рисунок 2 – Зависимость изменения энергии Гиббса от соотношения объемных долей в общей смеси при постоянной температуре

                                                 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Целью данной работы было выяснить, совместятся ли ПВХ-С-6359-М и Неопрен не проводя эксперимента, а пользуясь математической моделью. Использовались две методики, Смола и Аскадского. В результате проделанной работы выяснилось, что данные полимеры будут смешиваться, причем такой результат получился в обеих методиках. С помощью уравнения Флори-Скотта было выяснено, что реакция протекает самопроизвольно и в прямом направлении во всем интервале температур (от температуры стеклования хотя бы одного из полимеров, до температуры деструкции хотя бы одного из полимеров). Было выяснено, что с повышением температуры смешение улучшается в связи с тем, изменяется фазовое состояние, молекулы связаны наименее прочно, легче происходит взаимное диспергирование, причем наилучшее соотношение для образования полимерной смеси является 1:1, исходя  из полученной фазовой диаграммы.

 

 

 

 

 

 

Список использованной литературы

1.

2. Получение и свойства поливинилхлорида, под ред. Зильбермана Е.Н., – М.: Химия, 1968,427с.

3. Захарченко П. И, Яшунская Ф.И., Евстратов В.Ф., Орловский П.Н. (Ред. коллегия). Справочник резинщика. Материалы резинового производства. Химия,1971,608с.

4. Геллер Б.Э., Геллер А.А., Чиртулов В.Г. Практическое руководство по физикохимии волокнообразующих полимеров, Учебное пособие для вузов: 2-е изд., исправл. и доп. - Москва, Химия, 1996. - 432 с.

5. Пол Д., Ньюмен С.Н. (ред.) Полимерные смеси. Том 1, Пер. с англ. Ю. К. Годовского, В. С. Папкова. Москва, Мир, 1981. - 552 с.

 

 

 

 

 

Приложение 1

 

 

 

 

 

 

Приложение 2

 

 

 

 

 

 

Приложение 3