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

2. q=2,75∙10-2 ; вязкость уменьшилась в 36 раз

3. m=0,95

4. σ=0,07 Па

5. Mc=0,012 кг/моль=12 г/моль

6. d=0,07 мкм

7. V=2,09 см3/см3

8. τ=43 с

9. δ=0,03∙10-4 см=0,03 мкм

10. S=56 м2; Sуд=12 м2/г

11. 1.Q373=-122-15=-137 кДЖ/моль

2.Q373=-122-17=-139 кДж/моль

Литература:

1. Липатов Ю.С.