2.2 Расчет параметров растворимости полимеров
Расчет параметров растворимости Полиамида-6
Таблица 1 – Значение вклада структурного фрагмента молекулы в величину параметра растворимости вещества
Группа |
Кол-во |
Fi ((кал·см3)1/2/моль |
Vi (см3 /моль) |
CH2 |
5 |
133 |
16,45 |
-NН- |
1 |
326 |
13 |
>С=O |
1 |
335 |
12,8 |
Σ |
|
1326 |
108,05 |
δПА-6=Σ Fi/Vi = 1326/108,05 = 12,27 кал1/2·см3/2.
Расчет параметров растворимости СКА
Таблица 2 – Табулированное значение вклада структурного фрагмента молекулы в величину параметра растворимости вещества.
Группа |
Кол-во |
Fi ((кал·см3)1/2/моль |
Vi (см3 /моль) |
CH2 |
2 |
133 |
16,45 |
>СН- |
1 |
28 |
9,85 |
-СН3 |
1 |
214 |
22,8 |
O
-C-O- |
1 |
310 |
24,6 |
-O- |
1 |
70 |
8,5 |
Σ |
|
828,15 |
70,03 |
δ СКА =Σ Fi/Vi = 828,15/70,03= 9,05 кал1/2·см3/2
2.3Расчет энергии Гиббса процесса смешения па-6 и акрилатного каучука
Расчет производим по уравнению Флори-Хаггинса в интервале температур 230-250 ⁰С с шагом 5, содержание СКЭП в системе 0,1-0,9, шаг 0,1:
Мольный объем ПА-6 [8]: Vm = 87см3/моль;
Мольный объем СКА [8]: Vm = 70,03см3/моль;
ra = 87/60∙10-8 = 18∙107; rb = 70,03/60∙10-8 = 15,13∙107
ΔG = (1,987∙513∙2)/60∙10-8∙[0,5∙ln(0,5)∙ 87/(60∙10-8)+
+0,5∙ln(0,5)∙ 70,03/(60∙10-8)+60∙10-8/(513∙1,987) ∙(12,27-9,05)2∙0,5∙0,5] = -2,79 кал/моль
Таблица 3 – Зависимость энергии Гиббса от температуры и состава смеси.
Т, 0С |
φa, объемная доля ПА-6 |
φb, объемная доля акрилатного каучука |
ΔG, кал/моль |
230 |
0,2 |
0,8 |
-1,78 |
0,5 |
0,5 |
-4,71 |
|
0,8 |
0,2 |
-5,87 |
|
235 |
0,2 |
0,8 |
-1,83 |
0,5 |
0,5 |
-4,81 |
|
0,8 |
0,2 |
-5,96 |
|
240 |
0,2 |
0,8 |
-1,88 |
0,5 |
0,5 |
-4,90 |
|
0,8 |
0,2 |
-6,05 |
|
245 |
0,2 |
0,8 |
-1,93 |
0,5 |
0,5 |
-5,00 |
|
0,8 |
0,2 |
-6,14 |
|
250 |
0,2 |
0,8 |
-1,98 |
0,5 |
0,5 |
-5,10 |
|
0,8 |
0,2 |
-6,24 |
Рисунок 1 – Зависимость энергии Гиббса от состава смеси ПА-6/акрилатный каучук при температуре: 2300С, 235 0С, 240 0С, 245 0С, 250 0С.
Проведен анализ термодинамической совместимости в полимерной системе ПА-6 – СКА в интервале температур 503 – 523 К и выявлено, что все рассмотренные системы характеризуются наличием термодинамического сродства компонентов и являются устойчивыми системами.
Совместимость в данной системе улучшается с ростом температуры и долей полиамида-6 в системах до 70-85 %.