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国际高分子科学杂志》上/2012年/文章

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体积 2012年 |文章的ID 212507年 | https://doi.org/10.1155/2012/212507

艾萨克·o . Igwe Obumneme大肠Ezeani, ”研究运输芳香族溶剂通过填充天然橡胶”,国际高分子科学杂志》上, 卷。2012年, 文章的ID212507年, 11 页面, 2012年。 https://doi.org/10.1155/2012/212507

研究运输芳香族溶剂通过填充天然橡胶

艾萨克·o·Igwe1和 Obumneme大肠Ezeani1

1聚合物和纺织工程系,联邦理工大学Owerri点Owerri B 1526年,尼日利亚

学术编辑器:Avraam i Isayev
收到了 05年7月2011年
接受 2011年10月25日
发表 2012年2月21日

文摘

运输三种芳香族溶剂(苯、甲苯和二甲苯)通过蜗牛壳粉填充天然橡胶是在313年,333年,353 K的常规实验的初恋。蜗牛壳粉含量的影响,粒子大小、溶剂的性质,温度对天然橡胶的运输特性测定。估计阿伦尼乌斯活化能过程的吸附,扩散和渗透显示激活能量最高的二甲苯填充内容调查。计算焓变和熵溶剂吸附都积极的调查。同样,估计的吸附自由能的变化都是积极的;表明non-spontaneity的蜗牛壳粉填充天然橡胶的溶解度芳香族溶剂在313 k。

1。介绍

天然橡胶广泛应用于交通、消费、工业、卫生、和医疗领域提供装饰完成,高韧性,高撕裂强度,等等。上世纪末期,伟大的注意力一直集中在扩散、吸附、渗透溶剂为弹性体,因为这些基本现象扮演重要角色在几个工程和产业的重要领域。因此,在设计和制造的障碍橡胶材料液体和气体的运输,包装食品,等等,它是相当重要的进行运输的研究,以消除等化学物质的扩散增强天然橡胶产品。这是必要的,因为这种化学物质的存在可能会影响橡胶材料的力学性能,降低产品增强天然橡胶是保护,损坏橡胶和另一个材料之间的界面,甚至污染环境(例如,扩散泄漏存储容器)。因此,有必要了解吸附,扩散和渗透过程自然橡胶因为这是至关重要的可靠的增强天然橡胶产品的开发在苛刻的环境中使用。

因此,通过不同的聚合物和交通行为的各种有机溶剂橡胶的技术的重要性,因为它起着至关重要的作用在各种障碍的应用程序(1- - - - - -3]。通过聚合物溶剂系统的传输收到足够的注意力在科学文献,综述如下。

的溶解度、扩散系数和渗透率的乙苯聚[1-trimethylsilyl-1-propyne] (PTMSP)研究了Dixon-Garrett et al。4]。他们发现,乙苯的扩散系数PTMSP降低乙苯浓度的增加和减少温度的研究。

的速度吸收苯的开放各种大小的细胞聚氨酯泡沫塑料研究了障碍和曼5]。吸收的速率被发现取决于泡沫的大小。实验结果表明,整体流比孔隙扩散更快,并得出结论,孔隙扩散在泡沫比整体流更重要。

同样,施耐德et al。6)调查的吸附和扩散的一系列液体通过聚氨酯膜。正庚烷和增量吸附实验的吸附实验正庚烷Fickian蒸汽被发现。随着极性液体,液体的膨胀行为被发现增加到最高水平。

Aminabhavi和Aithal2)研究的交互与商用聚氨酯工业重要的溶剂。除了trichloromethylene,吸附被发现随着温度的增加而增加。这是归因于三氯乙烯的具体交互与聚氨酯的硬段部分。扩散系数和渗透率值被发现是更高的三氯乙烯和1,2-dichloroethylene相比其他渗透液进行了研究。

芳香族溶剂的扩散特征为聚丙烯,聚乙烯薄膜已报告在文献[7,8]。溶剂的扩散系数和渗透到聚丙烯电影的顺序增加溶剂,苯,甲苯,二甲苯温度的调查。上面的属性也被发现是依赖于温度的。同样,渗透率、溶解度和扩散系数的芳香族溶剂聚乙烯被发现随着温度的增加而增加,而计算的吸附焓变溶剂在聚乙烯是积极而计算熵的吸附是负的。

研究扩散、吸附、渗透在共混聚合物结构提供了一个宝贵的意味着聚合物共混的额外特性。首次报道聚合物混合的扩散行为Cates和白色(9- - - - - -11)研究聚丙烯腈(PAN)的水吸附特征/纤维素,锅/丝,锅/醋酸纤维素混合。的扩散行为polyethylene-polystyrene (PE-PS) semi-interpenetrating聚合物网络(施用肥料)在甲苯和氯仿调查香港和杜达12]。在聚乙烯和尼龙6的混合,它发现庚烷的渗透率,水杨酸甲酯和甲醇随混合比。

甲苯的扩散特点,芳香族溶剂混合成天然橡胶/线性低密度聚乙烯是监察机构等。[Obasi调查13]。甲苯的运输通过大多数的混合成分异常,尽管在55°C,甲苯的运输通过60/40 NR / LLDPE Fickian混合,在35°C, pseudo-Fickian。扩散系数和渗透率在50/50和60/40 NR / LLDPE甲苯混合被发现随着吸附温度的增加而增加。

扩散系数在一个给定的聚合物系统,无论是橡胶聚合物、玻璃态聚合物,聚合物混合,贪污,或互穿聚合物网络,不同的聚合物系统到另一个(14,15]。扩散系数取决于材料的自由体积和聚合物链节段流动,聚合物交联的组件阶段,渗透液的大小等等(16,17]。

填料在聚合物的传输特性的影响已经引起了科学家们的巨大兴趣,,和报告的影响填料在扩散和吸附过程存在18- - - - - -21]。因此,Kwei和Kunins [22)发现氯仿的环氧树脂的吸附填料5%合并时降低约70%。同样,Boonstra和丹嫩贝格(23]提出的平衡膨胀数据填充天然橡胶和合成橡胶的溶剂。他们观察到填料炭黑造成膜的减少肿胀,和相应的卷装填料。然而,他们观察到的效果是没有具体的特定的溶剂或弹性体。非黑色填充减少橡胶膨胀引起的,而不是依赖于填充内容。

Stickney和穆勒24]研究了碳的溶胀动力学black-filled丁苯橡胶硫化胶在异辛烷。发现,橡胶硫化胶、扩散系数和渗透剂的浓度增加。

Lawandy和海拉25]研究氯仿的扩散氯丁橡胶硫化胶含有不同类型的炭黑和报道,渗透率降低炭黑的粒径增加。同样,渗透率下降的高度平衡体积膨胀。这些结果归因于田螺形成表面的橡胶在高均衡肿胀。

Ahmad et al。26)调查的肿胀属性填充天然橡胶/线性低密度聚乙烯混合甲苯24 h。发现增加填料加载的膨胀指数降低,这是由于交联密度的增加。

在目前的研究中,我们报告的研究交通芳香族溶剂(苯、甲苯和二甲苯)通过蜗牛壳粉填充天然橡胶在313、333和353 K。这项工作是我们调查的扩展使用蜗牛壳粉作为天然橡胶的填料。使用蜗牛壳粉作为填料在复合天然橡胶被Igwe首次报道,Ejim [27]。

运输的液体通过蜗牛壳粉填充天然橡胶科学文献没有报道我们的知识。本研究的核心目标如下。(我)调查蜗牛壳粉填料的影响内容和粒度的运输苯,甲苯,二甲苯通过硫化天然橡胶。(2)研究温度对运输的影响通过填充天然橡胶芳烃溶剂。(3)确定溶剂性质的影响在硫化天然橡胶运输过程。(iv)确定芳香族溶剂的吸附机理研究通过蜗牛壳粉填充天然橡胶。

2。实验

2.1。材料

蜗牛壳粉填充天然橡胶硫化胶用于本研究复合邓洛普Plc,拉各斯,尼日利亚。蜗牛壳是在本地获得、处理和渗到0.075和0.30μm网格大小,分别。以下重量(g)的蜗牛壳粉是用于复合天然橡胶:2、5、10、15、20。橡胶硫化胶是在形式的矩形表测量7.40×23.10厘米,厚度近似,0.35厘米。在这项研究中使用的溶剂是分析纯苯、甲苯、二甲苯和没有进一步的使用方法进行了净化。溶剂的性质提出了用于表1。吸附实验的过程是如前所述7,8),除了在这项研究中,以下气温调查:313年、333年和353年K。一个大约0.175 g的蜗牛壳粉填充天然橡胶是用于吸附实验。
溶剂 密度(克/厘米3) 分子质量体积 (克/摩尔) 偶极矩 溶解度参数(Mpa)1/2
苯 0.879 78.12 0 18.7
甲苯 0.866 92.14 0.36 18.3
二甲苯 0.865 106.17 0.70 18.2
表1
溶剂的性质。

3所示。结果与讨论

芳香的吸收溶剂(苯、甲苯和二甲苯)蜗牛壳powder-filled天然橡胶硫化胶使用传统的初恋方法进行了调查。橡胶硫化胶的吸附行为,准备在两种不同粒径的蜗牛壳粉,即0.075和0.300μ米,在313以下的温度,研究了333和353 K。的吸附数据填充天然橡胶在温度调查表示为摩尔百分比(%吸收 每克橡胶硫化橡胶)的溶剂。% 计算使用以下方程(28]: 摩尔百分比(%吸收 )在任何特定的温度和蜗牛壳粉末颗粒大小绘制与时间的平方根 如图1,2,3,4。这些数据显示了初始增加溶剂的质量,这些,直到最大吸收了,在这段时间,吸收溶剂的质量保持不变,即达到均衡吸收。


图1
1/2 μ %的情节与(最低)蜗牛壳粉(颗粒大小,0.075米)在苯在不同填料填充天然橡胶含量在313 K。

图2
1/2 μ %的情节与(最低)蜗牛壳粉(颗粒大小,0.075米)在不同填料填充天然橡胶在二甲苯含量在333 K。

图3
1/2 μ %的情节与(最低)蜗牛壳粉(颗粒大小,0.300米)在甲苯在不同填料填充天然橡胶含量在313 K。

图4
1/2 μ %的情节与(最低)蜗牛壳粉(颗粒大小,0.300米)在甲苯在不同填料填充天然橡胶含量在353 K。

较高的初始溶剂在聚合物吸收率解释快速穴蚀现象,暴露出一个更大的表面积,从而提高溶剂渗透(29日]。另一方面,在平衡时,溶剂吸收是由聚合物的溶剂萃取反平衡。Obasi et al。13)交通调查的甲苯通过线性低密度聚乙烯/天然橡胶混合还发现甲苯的质量,这些通常随时间增加的温度调查,直到最大吸收了,在这段时间,甲苯的质量,这些保持不变。类似的观察指出了其他聚合物系统(16,28,30.,31日]。

数据显示,溶剂吸收为任何特定的溶剂使用的填料粒径(0.075和0.30μ米)通常吸附温度的增加而增加。这是因为扩散溶剂分子很容易造成更高的热能量增加温度。这个结果在随后的减少溶剂的粘度,并进一步提高节段聚合物的流动性。由聚合物溶剂的质量的增加,这些增加的温度一直在科学文献报道。例如,约翰逊和托马斯(30.]研究环氧化作用的影响对交通行为和力学性能的天然橡胶报道,己烷的摩尔百分比吸收使环氧化橡胶(ENR-50)显示温度的增加而增加。

4所示。吸附的分析数据

4.1。扩散系数( )

动力学参数,扩散系数( ),为不同的填充天然橡胶(NR)渗透系统计算(2]: 在哪里 是初始样品厚度,θ的线性部分的斜率是吸附曲线%的阴谋 与 , 是平衡的吸收。的值 不同的橡胶系统给出的表2。表2显示, 值通常随着分子量的增加而增加溶剂使用,订单的分子量的溶剂是甲苯二甲苯> >苯。此订单还在增加的方向,分子质量体积,和偶极矩,降低密度和溶剂的溶解度参数如表所示1。扩散系数越高对二甲苯可能是由于观察到亲密的溶度参数(18.2 Mpa)与天然橡胶(16.2 Mpa)。溶解度参数,这是一个衡量分子间的吸引力,是一个非常重要的因素,影响聚合物在溶剂的溶解度。因此,聚合物和溶剂软化或溶解,如果他们有类似的溶解度参数值。换句话说,目前的研究表明扩散系数的依赖溶剂的分子质量。这与一些作者的结果(30.,32报告一个逆的依赖关系 分子量的溶剂。增加一些聚合物的扩散系数与分子质量的增加渗透分子已经在文献中报道(7,8]。重要的是要注意,扩散系数在一个给定的聚合物系统,无论是橡胶或玻璃态聚合物,聚合物混合移植,或互穿聚合物网络正如前面指出不同的聚合物系统到另一个地方。
溶剂 填充的内容(g) (cm2/秒) (cm2/秒)
0.075μ米 0.300μ米
313 K 333 K 353 K 313 K 333 K 353 K
2 4.38 3.53 3.23 4.84 3.71 3.05
5 4.07 3.90 2.97 4.67 3.67 3.26
苯 10 4.20 3.39 2.65 4.38 3.94 3.54
15 4.41 4.10 2.51 5.17 3.81 2.98
20. 4.38 3.33 2.57 4.07 3.47 2.86
2 4.47 4.39 3.47 4.94 3.89 3.34
5 4.84 4.33 3.34 4.74 3.83 3.06
甲苯 10 4.11 3.49 3.23 4.86 3.64 3.33
15 4.47 4.17 3.41 4.41 3.80 3.24
20. 4.53 3.79 3.57 4.83 3.98 2.28
2 4.59 3.86 4.26 4.71 4.29 3.74
5 4.07 3.93 4.02 4.37 4.29 3.29
二甲苯 10 4.37 4.24 3.87 4.70 4.29 3.38
15 4.68 4.52 4.14 4.77 4.09 3.49
20. 4.45 4.12 3.92 4.48 4.65 3.24
表2
扩散系数的值( )蜗牛壳粉填充天然橡胶在不同的温度下(填料粒径0.075和0.300μ米)。

表2也显示, 值通常减少与增加吸附温度对任何特定的溶剂和填料粒径。温度效应可能是由于扩散分子defacilitated更高的热能量的增加温度。然而,约翰逊和托马斯(30.]报告增加扩散系数( )和吸附温度的增加。

表2也表明,没有强烈的依赖关系 在任何温度的调查认为填充内容。然而,Stickney和穆勒(24]研究炭黑填充丁苯橡胶硫化胶的肿胀异辛烷发现扩散系数和渗透剂的浓度增加。同样,约翰逊和托马斯(30.在他们的研究发现 减少与增加橡胶的环氧化作用水平系统研究。蜗牛壳粉末的粒度用于复合天然橡胶没有明确的影响 在各种溶剂(表中获得的值2)。表显示在任何特定填充内容,溶剂,温度和调查 值可能会增加或减少与填料粒子的大小。自扩散系数取决于聚合物的自由体积和聚合物链节段移动,小蜗牛壳powder-filled硫化橡胶将吸附溶剂比索取蜗牛壳粉填充橡胶硫化橡胶,但这不是证实本研究的结果。

4.2。吸附系数( )

吸附系数( )从高原地区获得平衡吸附曲线(33并提出了表3硫化胶。吸附系数降低的表显示了蜗牛壳粉含量增加橡胶硫化橡胶在任何温度、溶剂、填料粒径。
溶剂 填充的内容(g) (摩尔%) (摩尔%)
0.075μ米 0.300μ米
313 K 333 K 353 K 313 K 333 K 353 K
2 4.01 4.59 4.53 4.02 4.26 4.34
5 4.01 4.51 4.41 4.00 4.25 4.19
苯 10 3.76 4.10 4.07 3.91 4.26 4.12
15 3.63 4.32 4.15 3.76 4.05 3.86
20. 3.70 3.89 3.82 3.61 3.82 3.83
2 3.63 3.78 4.07 3.40 3.54 3.74
5 3.43 3.61 3.84 3.31 3.52 3.71
甲苯 10 3.20 3.44 3.54 3.20 3.51 3.66
15 3.26 3.37 3.62 3.17 3.34 3.48
20. 3.07 4.14 3.51 3.11 3.29 3.35
2 3.37 3.43 3.50 3.08 3.23 3.31
5 3.11 3.29 3.31 3.04 3.19 3.27
二甲苯 10 2.95 3.10 3.20 3.00 3.02 3.19
15 2.90 2.99 3.11 2.89 2.96 2.99
20. 2.84 2.94 2.96 2.95 2.78 2.95
表3
吸附系数的值( )蜗牛壳粉填充天然橡胶在不同的温度下(填料粒径0.075和0.300μ米)。

马塔伊et al。32)研究运输取代苯通过丁腈橡胶/天然橡胶混合膜发现,吸附系数值下降与丁腈橡胶含量的增加。表3还表明,苯吸附系数最高,其次是甲苯,二甲苯为任何特定的温度和填料粒径。这个发现对比的依赖 在这项研究中使用的溶剂。

很明显从表3为溶剂,研究了天然橡胶的溶解度增加,增加吸附温度从40到80°C。这个结果是同意迈克尔等人的结果。34)报道,溶剂的溶解度聚合物吸附温度增加而增加。同样,约翰逊和托马斯(30.)和Igwe et al。7)的吸附研究报道,吸附吸附温度系数增加而增加。橡胶硫化胶的吸附系数是观察与增加填料粒径减小。吸附是一种表面现象,表明趋势的渗透溶解聚合物。

4.3。渗透系数( )

渗透率和渗透系数( )取决于聚合物膜的渗透扩散系数以及溶解或吸附的聚合物膜的渗透。渗透系数( )获得了芳香族溶剂的橡胶硫化胶使用以下表达式[35]: 在哪里 扩散系数和吗 吸附系数。

的值 给出了在表4。渗透系数通常是观察与吸附温度的增加减少橡胶硫化胶的蜗牛壳粉、颗粒大小:0.30μm。
溶剂 填充的内容(g) (cm2年代−1摩尔%) (cm2年代−1摩尔%)
0.075μ米 0.300μ米
313 K 333 K 353 K 313 K 333 K 353 K
2 17.56 16.20 14.63 19.46 15.80 13.24
5 16.32 17.59 13.10 18.68 15.60 13.66
苯 10 15.79 13.90 10.79 17.13 16.78 14.58
15 16.01 17.71 10.42 19.44 15.43 11.50
20. 16.21 12.85 9.82 14.69 13.26 10.95
2 16.23 16.59 14.12 16.80 13.77 12.49
5 16.60 15.63 12.83 15.63 13.48 11.35
甲苯 10 13.15 12.01 11.43 15.55 12.78 12.19
15 14.57 14.05 12.34 13.98 12.69 11.28
20. 14.52 15.59 12.53 15.02 13.09 7.28
2 15.47 13.24 14.91 14.51 13.86 12.58
5 12.66 12.93 13.31 13.28 13.69 10.76
二甲苯 10 12.89 13.14 12.38 14.10 12.87 10.76
15 13.57 13.51 12.88 13.79 12.11 10.44
20. 12.64 12.11 11.60 13.22 12.93 9.56
表4
渗透系数的值( )蜗牛壳粉填充天然橡胶在不同的温度下(填料颗粒大小为0.075和0.30μ米)。

一般来说,较高的温度会使液化或更灵活的聚合物链从而促进溶剂渗透。橡胶硫化胶的渗透系数蜗牛壳粉、颗粒大小:0.075μ米,没有任何明确的与吸附温度的关系。约翰逊和托马斯(30.)研究运输链烷通过使环氧化天然橡胶发现渗透系数随温度增加。此外,Unnikrishnan et al。36]芳烃的扩散通过调查发现了天然橡胶的渗透率值NR-penetrant系统遵循相同的趋势的扩散系数。

渗透率是,然而,发现独立的分子质量、分子质量体积,密度,和偶极矩的芳香族溶剂。这与溶剂扩散系数的变化这一研究获得的属性。Igwe et al。7]研究芳香族溶剂的吸收到聚丙烯电影发现渗透率增加而增加偶极子运动,分子质量体积,分子质量的芳香族溶剂。

4.4。活化能的吸附

得到的活化能吸附芳香族溶剂的硫化天然橡胶,扩散系数的数据( )是处理一个Arrhenius-type表达式(30.]: 在哪里 是扩散活化能,它是一个函数的内部和跨链部队必须克服创造的空间扩散渗透分子, 是一个pre-exponential因素, 有传统的一般意义。情节的日志 对 芳香族溶剂,和扩散的激活能量计算 如表所示5和6。 值都是负面的。一般来说,扩散的活化能 将会更大,更大的溶剂分子的大小,反之亦然。橡胶硫化胶的蜗牛壳粉,颗粒大小,0.075μ米, 收入最高的是二甲苯如预期的蜗牛壳粉调查内容。然而,对于橡胶硫化胶的蜗牛壳粉,粒度0.30μ米, 收入最高的是二甲苯为以下内容:蜗牛壳粉2,5,20 g。没有明确的顺序的变化 与溶剂或蜗牛壳粉内容调查研究是本研究中观察到。约翰逊和托马斯(30.)调查了天然橡胶的环氧化作用对交通行为的影响发现,扩散活化能渗透液大小的增加而增加。从表5和6,很明显,蜗牛壳粉末的粒度用于复合天然橡胶硫化胶的影响 在这项研究中所使用的各种溶剂中获得的。同样的表显示,蜗牛壳粉末的粒度增加, 值通常增加二甲苯和甲苯。后来的观察也指出在蜗牛壳粉末的溶剂苯内容,2和5克。因此,扩散活化能成蜗牛壳粉填充天然橡胶可以在很大程度上取决于蜗牛壳粉粒度。
溶剂 填充的内容(g) (焦每摩尔) (焦每摩尔)
2 −30.60×102 −18.15×102
5 −30.92×102 −21.14×102
苯 10 −45.86×102 −37.69×102
15 −55.29×102 −41.51×102
20. −53.16×102 −49.86×102
2 −24.79×102 −13.51×102
5 −36.65×102 −25.39×102
甲苯 10 −91.59×102 −14.05×102
15 −26.69×102 −16.37×102
20. −23.96×102 −14.07×102
2 −7.98×102 −4.22×102
5 −1.35×102 −4.98×102
二甲苯 10 −11.99×102 −3.88×102
15 −12.09×102 −5.12×102
20. −12.69×102 −8.53×102
表5
活化能的值( 和 )的蜗牛壳粉填充天然橡胶(填料粒子大小,0.075μ米)。
溶剂 填充的内容(g) (焦每摩尔) (焦每摩尔)
2 −46.13×102 −38.42×102
5 −36.05×102 −31.23×102
苯 10 −21.22×102 −15.82×102
15 −55.01×102 −52.17×102
20. −35.07×102 −29.09×102
2 −39.17×102 −29.73×102
5 −43.58×102 −32.21×102
甲苯 10 −38.07×102 −24.55×102
15 −30.69×102 −21.34×102
20. −74.05×102 −71.26×102
2 −22.87×102 −15.69×102
5 −27.78×102 −20.42×102
二甲苯 10 −32.58×102 −26.57×102
15 −31.12×102 −20.14×102
20. −30.83×102 −58.32×102
表6
活化能的值( 和 )的蜗牛壳粉填充天然橡胶(填料粒子大小,0.300μ米)。
4.5。焓的吸收 和熵的吸收

为了确定 和 硫化天然橡胶的溶剂,平衡吸收常数 首次使用以下公式确定的溶剂(36]: 获得的数据被用于计算吸收的焓 和熵的吸收 在天然橡胶硫化胶)。的值 被替换成范霍夫的方程30.]: 和情节范霍夫的方程被用于计算 和 。的值 和 给出了表获得7和8。橡胶硫化胶的蜗牛壳粉(0.075μ米),计算 通常是积极的和没有关系渗透剂(溶剂)大小、偶极矩、填充内容,或填料粒子的大小。 是一个复合参数涉及的贡献 亨利定律,它的形成需要一个网站和解体的物种到网站(网站涉及一个endodermic贡献)的形成,和 朗缪尔(hole-filling)的吸附机制,在这种情况下,该网站已经存在于聚合物基质和吸附孔填充放热吸附热。
溶剂 Fillercontent (g) (焦每摩尔) (J /摩尔) (焦每摩尔)
2 28.74×102 18.85 28.68×102
5 22.42×102 16.81 22.37×102
苯 10 18.93×102 15.11 18.89×102
15 32.83×102 19.08 31.74×102
20. 7.81×102 11.37 7.77×102
2 26.42×102 18.41 26.36×102
5 25.72×102 17.75 25.67×102
甲苯 10 23.05×102 16.34 23.00×102
15 24.05×102 16.80 24.00×102
20. 32.83×102 19.72 32.77×102
2 8.77×102 13.38 8.73×102
5 14.48×102 14.61 14.44×102
二甲苯 10 18.09×102 15.20 18.05×102
15 5.57×102 11.54 5.53×102
20. 9.82×102 12.33 9.78×102
表7
吸收的焓值( )、吸收(熵 )和吉布斯自由能( )的蜗牛壳粉填充天然橡胶(填料粒子大小,0.075μ米)。
溶剂 填充的内容(g) (焦每摩尔) (J /摩尔) (焦每摩尔)
2 18.04×102 15.31 17.99×102
5 10.71×102 12.98 10.67×102
苯 10 12.71×102 13.49 12.67×102
15 6.81×102 11.27 6.77×102
20. 14.09×102 13.17 14.05×102
2 21.48×102 16.32 21.43×102
5 26.08×102 17.59 26.03×102
甲苯 10 30.87×102 18.90 30.81×102
15 21.49×102 15.77 21.44×102
20. 17.12×102 14.26 17.08×102
2 16.63×102 15.17 16.59×102
5 16.87×102 15.14 16.82×102
二甲苯 10 13.98×102 14.01 13.94×102
16 7.88×102 11.83 7.84×102
20. 15.41×102 13.76 15.36×102
表8
吸收的焓值( )、吸收(熵 )和吉布斯自由能( )的蜗牛壳粉填充天然橡胶(填料粒子大小,0.300μ米)。

在这项研究中,积极的一面 因芳香族溶剂所得值表明,吸附在这种情况下是由亨利的模式与endodermic贡献。Unnikrishnan和托马斯16在他们的研究发现 获得负在所有情况下,增加定期从苯到5 -三甲基苯对于一个给定的样本。这一趋势可能表明吸附过程的放热性增加溶剂的分子大小的增加。

计算 溶剂都是积极的,和没有任何关系的蜗牛壳粉含量、颗粒大小、渗透剂(溶剂)的大小,或溶剂偶极矩。

4.6。吸附的吉布斯自由能

的变化 得到的芳香族溶剂填充天然橡胶使用以下表达式: 在哪里 在开尔文温度。的值 和 溶剂被替换成早些时候决定(7),的计算值 也表所示7和8的溶剂苯、甲苯和二甲苯。计算 值都是积极的,这是一个迹象的nonspontaneity填充天然橡胶的溶解度芳香族溶剂在313 K。计算 没有显示任何合理关系蜗牛壳粉含量、颗粒大小,大小、溶剂或溶剂的偶极矩。

Igwe [8]研究芳香的吸收溶剂(苯、甲苯和二甲苯)聚乙烯电影发现溶剂显示相似 值,这表明的变化 聚乙烯芳香族溶剂的电影可能是独立于溶剂的性质。

4.7。传输机制

芳香族溶剂的扩散机制分析了填充天然橡胶(使用下面的经验关系37]: 在哪里 和 摩尔%吸附在时间吗 分别和平衡。 是一个常数,取决于橡胶的结构特点并给出了橡胶和溶剂之间的相互作用的信息。的价值 表明Fickian运输方式 表明II运输。的价值 0.5和1之间显示异常交通行为。的值 和 橡胶硫化胶是通过回归分析得到的 与 ,结果给出了表9和10。从表9和10可以看到,它的值 获得了橡胶硫化胶在不同的温度下,蜗牛壳粉粒径Fickian。的值 没有任何关系的蜗牛壳粉加入天然橡胶。
溶剂 填充的内容(g)
313 K 333 K 353 K 40°C 60°C 80°C
2 0.42 0.31 0.32 0.11 0.18 0.18
5 0.35 0.38 0.32 0.15 0.16 0.18
苯 10 0.36 0.37 0.28 0.13 0.14 0.20
15 0.33 0.39 0.27 0.16 0.18 0.23
20. 0.36 0.31 0.30 0.14 0.18 0.21
2 0.40 0.38 0.32 0.10 0.12 0.17
5 0.37 0.38 0.31 0.12 0.12 0.18
甲苯 10 0.34 0.33 0.33 0.15 0.16 0.17
15 0.36 0.34 0.34 0.13 0.15 0.17
20. 0.35 0.35 0.35 0.14 0.14 0.15
2 0.37 0.36 0.40 0.12 0.14 0.16
5 0.33 0.35 0.38 0.13 0.14 0.16
二甲苯 10 0.36 0.37 0.37 0.13 0.15 0.18
15 0.17 0.40 0.38 0.14 0.14 0.17
20. 0.33 0.39 0.35 0.11 0.12 0.14
表9
的值 和 蜗牛的壳粉填充天然橡胶在不同的温度下(填料粒径,0.075μ米)。
溶剂 填充的内容(g)
313 K 333 K 353 K 313 K 333 K 353 K
2 0.39 0.36 0.30 0.11 0.14 0.20
5 0.39 0.34 0.35 0.11 0.15 0.16
苯 10 0.36 0.36 0.29 0.13 0.14 0.17
15 0.43 0.35 0.37 0.10 0.14 0.16
20. 0.36 0.36 0.34 0.14 0.14 0.17
2 0.40 0.35 0.33 0.10 0.13 0.16
5 0.38 0.39 0.30 0.12 0.13 0.20
甲苯 10 0.39 0.37 0.32 0.11 0.14 0.17
15 0.33 0.36 0.34 0.14 0.14 0.16
20. 0.36 0.35 0.30 0.13 0.15 0.20
2 0.39 0.42 0.36 0.10 0.10 0.14
5 0.37 0.40 0.33 0.13 0.14 0.16
二甲苯 10 0.42 0.38 0.35 0.10 0.12 0.15
15 0.39 0.36 0.35 0.11 0.13 0.16
20. 0.38 0.38 0.34 0.11 0.12 0.16
表10
的值 和 蜗牛壳粉填充天然橡胶在不同的温度下(填料粒子大小,0.300μ米)。

马修et al。28)研究运输取代苯通过天然橡胶/聚苯乙烯(NR / PS)互穿聚合物网络膜发现异常的运输方式。准备橡胶硫化胶的蜗牛壳粉、的值 被观察到随着吸附温度的增加增加溶剂的研究。的值 这一研究获得的内容没有任何关系的蜗牛壳粉或溶剂。相似的价值观 获得各种溶剂的天然橡胶硫化胶的研究可能是一个迹象的相似性之间的交互橡胶硫化胶和芳香族溶剂用于这项研究。Kumnuantip和Sombatsompop35在他们的研究增加了一般 与天然橡胶回收。

5。结论

传输三种芳香族溶剂(苯、甲苯和二甲苯)通过蜗牛壳粉填充天然橡胶进行了研究。溶剂的摩尔百分比(%吸收 )填充天然橡胶被发现显示初始增加溶剂的质量,这些,直到达成的最大吸收,在这个时间,吸收溶剂的质量保持不变。芳香族溶剂的扩散和吸附系数获得在蜗牛壳粉填充天然橡胶吸附温度增加而增加。渗透系数( )的溶剂被发现减少与增加吸附温度对橡胶硫化胶的蜗牛壳粉、颗粒大小:0.300μm。橡胶硫化胶的蜗牛壳粉、颗粒大小:0.075μ米,没有任何与吸附温度的关系。计算吸附焓变 熵的吸附 吸附的,吉布斯自由能 都是积极而阿伦尼乌斯活化能 都是负面的。积极的 这一研究获得的是一个迹象表明nonspontaneity溶解度的蜗牛壳粉填充天然橡胶在313 K的芳香族溶剂。芳香族溶剂的交通工具进入了天然橡胶Fickian被发现。传输参数提出了研究不仅提供了额外的描述的蜗牛壳粉填充天然橡胶但给一个洞察蜗牛壳粉填充天然橡胶的行为在外部液体环境为他们的成功应用是至关重要的。获得的数据可以在解决问题的重要性就像设计一个防潮材料或管道运输液体。

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