Контрольная работа: Сборник задач и расчетно-графических работ по технологии переработки полимеров
Затем вычисляем
соответственно среднюю толщину переходных слоёв
δ1 = =0,92∙10-4 см=0,92
мкм
δ2 =  =0,37∙10-4 см=0,37
мкм
При взаимодействии ППН с
эпоксидной смолой выделяется больше теплоты, чем при взаимодействии ППН с
фенолоформальдегидной смолой:
180>50 кДж/моль. Таким
образом, эпоксидная смола образует более толстые 0,92>0,37 мкм и прочные
переходные слои.
Ответ: γ1=0,172; δ1=0,92
мкм;
γ2=0,069;
δ2=0,37 мкм.
38. Используя
аддитивность тепловых эффектов отверждения Q ненаполненной анилино-фенолоформальдегидной смолы СФ-342А и
взаимодействия Qдоп этой смолы с лавсаном, из которых
складывается тепловой эффект суммарного процесса Qсумм=γQдоп+(1-γ)Q, найти величину Qдоп, если Qсумм=65 кДж/моль, Q=21 кДж/моль; массовая доля
связующего, образовавшего переходный слой, γ=0,56
Решение:
Из балансового уравнения
тепловых эффектов, данного в условии задачи, находим:
Qдоп= ≈100 кДж/моль
Отверждение
анилино-фенолоформальдегидной смолы при повышенных давлениях ускорится
капроном, тепловой эффект взаимодействия капрона с этим связующим сравнительно
велик, величина Qдоп=100 кДж/моль близка к прочности
химических связей между связующим и наполнителем.
Ответ: Qдоп=100 кДж/моль
39. На основании
известных экспериментальных значений эффективной энергии активации отверждения
смеси анилино-фенолоформальдегидной смолы СФ-342А с капроном Есумм=101
кДж/моль и суммарного теплового эффекта отверждения указанной смеси Qсумм=-65 кДж/моль. Найти параметр А
соотношения Е=А+В|Q|.Параметр В=7,3
считать одинаковым для смол СФ-342А и эпоксидной ЭД-20.
Решение:
Из соотношения
зависимости Е от |Q| выражаем :
А=Е-В|Q|=101-7,3∙65=101 =-374 кДж/моль.
Указанное соотношение
является уравнением прямой, в котором В-тангенс угла наклона прямой, А-значение
Е при |Q|=0, то есть точка пересечения прямой
с осью Е.
Ответ: А= - 374 кДж/моль.
40. Используя соотношение
между энергией активации Е и тепловым эффектом Q; Е= - 864+7,3|Q| для
отверждения эпоксидной смолы ЭД-20, вычислить абсолютные значения |Qдоп|, кДж/моль тепловых эффектов взаимодействия
ЭД-20 с лавсаном и ППН, если энергии активации Едоп этих процессов
составляют 43 и 172 кДж/моль соответственно.
Решение:
Выразим величину |Q| из данного соотношения: |Q|= .
Применяя это соотношение
к процессу взаимодействия между связующим и различными наполнителями, получаем
для лавсана:
|Qдоп |= =124 кДж/моль
и для полипропиленовой
нити:
|Qдоп |= =142 кДж/моль
Полученные значения |Qдоп | и |Qдоп | свидетельствуют о том, что
эпоксидная смола образует с полипропиленом более прочные химические связи, чем
с лавсаном.
Ответ: |Qдоп |=124 кДж/моль
|Qдоп |=142 кДж/моль
41. Используя соотношение
Е=-374+7,3|Q| между энергией активации Е и
тепловым эффектом Q для отверждения
анилино-фенолоформальдегидной смолы СФ-342А, вычислить абсолютные значения |Qдоп|,кДж/моль, тепловых эффектов
взаимодействия смолы СФ-342А с ППН при повышенном (8 МПа) и атмосферном
давлении, если энергии активации этих процессов Едоп составляют 34 и
21 кДж/моль соответственно.
Решение:
Выразим величину |Q| из данного в условии соотношения: |Q|= .
Применив это соотношение
к процессу взаимодействия между связующим и наполнителем, получаем величины |Qдоп | при повышенном и |Qдоп | при атмосферном давлении
соответственно:
|Qдоп |= =56 кДж/моль,
|Qдоп |= =54 кДж/моль.
Полученные значения
показывают, что величина давления практически не влияет на прочность
физико-химических связей, образующихся между смолой СФ-342А и полипропиленовой
нитью.
Ответ: |Qдоп |=56 кДж/моль; |Qдоп |=54 кДж/моль.
42. Используя соотношение
γ=А (1), аналогичное соотношению
Вант-Гоффа для константы равновесия K: K=A (2), где А-предэкспоненциальный множитель;
Qдоп- тепловой эффект взаимодействия
между связующим и наполнителем; Q-
тепловой эффект рассматриваемого обратимого процесса, найти массовую долю γ2
переходного слоя в системе анилино-фенолоформальдегидная смола СФ-342А –
полипропиленовая нить ППН при температуре Т2=443 К, если при Т1=393
К известно значение γ1=0,38. Тепловой эффект Qдоп взаимодействия ППН со связующим в
данном случае составляет Qдоп=-45 кДж/моль. Рекомендуется записать
соотношение (1) в логарифмической форме для температуры Т1 и для
температуры Т2.
Решение:
Записываем соотношение
(1) для температур Т1 и Т2:
γ1 =A (2)
γ2=A (3)
Почленно логарифмируем
соотношения (2) и (3):
 (4)
 (5),
из соотношения (4)
вычитаем соотношение (5):
 ,
откуда  . Подставив сюда значения всех
величин из условия задачи, получаем:
 10-1,08=10-2∙100,92=8,3∙10-2=0,083.
Результат показал, что
при повышении температуры отверждения массовая доля переходного слоя
уменьшается, так как взаимодействие между наполнителем и связующим –
экзотермический процесс.
Ответ:  .
43. Равновесная
деформация жгута из диацетатных нитей при усилии Р=0,7 Н составила Δ =2,34 мм (однонаправленное
растяжение). Начальная длина жгута между зажимами  =140,0 мм, текс жгута t=554 (то есть
1000 м такого жгута имеют массу
554г.).Испытания проводились при Т=413 К. Плотность диацетата целлюлозы ρ=1320
кг/м3.
Вычислить относительную
деформацию ε , площадь поперечного сечения S, мкм2 по соотношению S=1000t/ρ (1), где ρ выражено в г/см3.
Далее определить
напряжение в жгуте σ= (2), модуль упругости
ЕР= (3) и среднюю массу молекулярных
цепей между узлами сетки
MC= (4), где ρ- плотность, кг/м3; R- универсальная газовая постоянная R=8,31 Дж/моль∙К. В каких
единицах выражается напряжение σ и модуль упругости Е в системе СИ?
Решение:
1.
Расчет
относительной деформации ε:
ε =
2. Вычисляем площадь
поперечного сечения исходной нити :
S=
При расчете по данному
соотношению величину S
выражают в мкм2 (эта размерность определяемая коэффициентом 103
при выражении ρ в г/см3)
3.Механическое напряжение
σ относительно начального сечения вычисляем по соотношению:
σ = =1,7∙106 Па=1,7 МПа
4.Для упругих деформаций
модель упругости Ep при
растяжении рассчитывается как Ер= =1,7∙106 Па/0,017=108 Па
5. Известно, что модуль
упругости сетчатого полимера при сдвиге Ecдв=ncRT= , а также Ер=3Есдв.
Отсюда следует: Mc=
Полученное значение Mc сравнительно невелико.Это есть
средняя масса цепей между химическими и физическими узлами сетки.
Ответ: ε=0,017; S=4,2∙10-7 м2; σ=1,7∙106 Па;
E=108 Па; Mc=140 г/моль
Ответы:
1.
m=65,4
г/мин, r= 160 мкм
Страницы: 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 |
