химическая технология - 6.3. Иерархическая структура физико-химических явлений в радикальной полимеризации - 60 - читать

Общая химическая технология полимеров(Страница: 60)

Страница: 
60

химическая технология читать 6.3. Иерархическая структура физико-химических явлений в радикальной полимеризации 60

Сложной совокупностью физико-химических явлений отличается гетерофазная полимеризация, при которой образующийся полимер выделяется из первоначально гомогенной системы в виде новой конденсированной фазы с соответствующими морфологическими особенностями и протеканием реакции в нескольких фазах. В такой полимеризационной системе можно выделить пять уровней иерархии физикохимических явлений и эффектов:

  1. совокупность явлений на атомно-молекулярном уровне;

  2. эффекты в масштабе надмолекулярных или глобулярных структур;

  3. множество физико-химических явлений, связанных с движением единичного включения дисперсной фазы, с учетом химических реакций и явлений межфазного энерго- и массопереноса;

  4. физические процессы в ансамбле включений, перемещающихся стесненным образом в слое сплошной фазы;

  5. совокупностьпроцессов,определяющихмакрогидродинамическую обстановку в масштабе реактора.

В табл. 6.1 приведены уровни иерархии топологических пространств полимеризационной системы.

Первый уровень иерархии эффектов характеризуется физико-химическими взаимодействиями между молекулами инициатора, мономера и радикалов. Здесь происходит инициирование, включающее распад инициатора на два свободных радикала и образование первичных радикалов, рост цепи, обрыв цепи, передача цепи через мономер, растворитель, инициатор и другие передатчики цепи, разветвление цепи и т. п. Система считается химически однородной, т. е. идеально перемешанной на уровне индивидуальных молекул, а характер развития и протекания химических и физико-химических процессов определяется свойствами частиц.

Из внешних причин, влияющих на физико-химические взаимодействия между частицами первого уровня, существенный вклад вносят эффекты воздействия окружающей среды, т. е. эффекты вышестоящих ступеней иерархии ХТС. Они проявляются в виде кинетических, диффузионных, термодинамических и топологических эффектов типа воздействия активаторов и ингибиторов, образования донорно-акцепторных комплексов при радикальной полимеризации, вырожденной передачи цепи на компоненты среды, клеточных эффектов и эффектов «близости», индуктивных и мезомерных эффектов воздействия на свободные радикалы, изменения физико-химических свойств среды, межцепного обмена в полимерах, влияния фазовых переходов и т. д.

Таблица 6.1

Классификация топологических пространств полимеризационнойсистемыпо иерархической структуре

Иерархический

уровень

Характерные процессы и явления

Вид функционального оператора

I уровень

Атомарно-молекулярные

явления

Уравнение химических реакций. Термодинамические соотношения

II уровень

Глобулярные явления

Уравнения сохранения масс, импульсов, энергий в микрообъеме

III уровень

Процессы около частиц

Уравнения, описывающие движение и взаимодействие между частицей и несущей фазой

IV уровень

Процессы в объеме, содержащем ансамбль частиц

Медиа

See video
Видео
Химический элемент - это вид атомов, характеризующийся определенными зарядами ядер и строением электронных оболочек. В настоящее время известно 110 элементов:...
02.04.2013 | 6:58
3,062
See video
Видео
Сервис Нигма-Химия и многие функции Нигма-математики не имеют аналогов ни в России, ни в мире.Начиная с 2009 года, Нигма разрабатывает интеллектуальную...
02.04.2013 | 6:58
3,683
See video
Видео
Основным источником этанола является нефтехимический синтез, использующий реакцию, гидратации этилена в присутствии различных катализаторов. Известны также...
02.04.2013 | 6:58
3,216