Способ определения окислительной активности вещества

 

Изобретение относится к физикохимическим исследованиям и может - . . быть использовано для изучения кинетики окислительных реакций конденсированных веществ, в частности полимеров, в изотермических условиях Цель - повышение чувствительности способа. Окисление образца производится в токе базовой смеси кислорода с гелием, а скорость потребления кислорода образцом определяют по изменению теплопроводности потока на входе и выходе реакционного объема. Выбор гелия в качестве газа-носителя обусловливает высокую чувствительность способа к изменеьщю концентрации кислорода в газовом потоке из-за существенных различий в коэффициентах теплопроводности компонентов бинарной смеси. Наибольшей ч вствительностью способ обладает при концентрациях кислорода в смеси .от минимальной до 40 об.%. В реакционном объеме часть кислорода поглощается образцом, что приводит к изменению теплопроводности бинарной смеси, детектор теплопроводности преобразует это изменение в электрический сигнал , величина которого оказывается пропорциональной скорости потребления кислорода образцом. Для описания процесса окисления полимера используется уравнение Аррениуса, параметры KOTopioro - энергию активации ,-предэкспоненциальт-й множитель определяют по нескольким кинематическим кривым, полученным при различных ; температурах. ил.

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ .РЕСПУБЛИК

1 11 4 G 01 Н 25/00

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО.ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ. (21) 4235382/31-25 (Ц) 27.04.87 (46) 07.11.88, Бюл. !! 41 (71) Кировский политехнический институт (72) P.!!.Õoìÿêoâ и С.М.Решетников (53) 536.6 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

N - 575541, кл. G 01 N 7/14, 1966.

° ° ° торское свидетельство СССР

N- 1 60991, кл. (01 1! 7/14, 1983, (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОКИСПИТЕЛЪНОЙ АКТИВНОСТИ ВЕЩЕСТВА (57) Изобретение относится к физикохимическим исследованиям и может быть использовано для изучения кинетики окислительных реакций конденсированных веществ, в частности полимеров, в изотермических условиях, Цель — повышение чувствительности способа. Окисление образца производится в токе глазовой смеси кислорода с гелием, а скорость потребления кислорода образцом определяют по изменению теплопроводности потока на

„„Я0„„! 436040 А 1 входе и выходе реакционного объема.

Выбор гелия в качестве газа-носителя обусловливает высокую чувствительность способа к изменению концентрации кислорода в газовом потоке из-за существенных различий в коэффициентах теплопроводности компонентов бинарной смеси. Наибольшей чувствительностью способ обладает при концентрациях кислорода в смеси от минимальной до 40 об.%. В реакционном объеме часть кислорода поглощается образцом, что приводит к изменению теплопроводности бинарной смеси, детектор теплопроводности преобразует это изменение в электрический сиг- Я нал, величина которого оказывается пропорциональной скорости потребления кислорода образцом. Для описания процесса окисления полимера используется уравнение Аррениуса, параметры которого — энергию активации, предэкспоненциальный множитель - определяют по нескольким кинематичес- 4 ким кривым, полученным при различных; CI4. температурах. ил. ф3

1 1436040 2 где К, — предэкспоненциальный множитель;

n — порядок реакции;

Š— энергия активации;

Т вЂ” абсолютная температура;

R — газовая постоянная, Параметры этого кинетического уравнения — энергия активации, предэкспоненциальный множитель — и порядок реакции могут быть определены по нескольким кинематическим кривым, полученным при различных температу50

Изобретение относится к физикохимическим исследованиям и может быт ь и с пол ьз о в ано для из учения хине= тики окислительных реакций веществ, в частности полимеров, в изотермических условиях.

Целью изобретения является повышение чувствительности способа, В предлагаемом способе выбор re-, 19 лия в качестве компонента смеси обуславливает высокую чувствительность способа к изменению концентрации ( кислорода в газовом потоке из-за ! существенных различий коэффициентов 15 теплопроводности компонентов смеси, Наибольшей чувствительностью способ обладает при концентрации кислорода в смеси от минимальной до 40 об.%.

Скорость газового потока подбирают та-20 ким образом, чтобы смесь за время прохождения реакционного объема приобретала его температуру и в то же время обеспечивала постоянную концентрацию кислорода у поверхности исследуемого образца.

В реакционном объеме часть кислорода бинарной смеси поглощается образцом, что приводит к изменению теплопроводности потока, детектор тепло- 30 проводности преобразует это изменение в электрический сигнал, величина которого оказывается пропорциональной скорости поглощения кислорода пробой, Самопишущий прибор записывает величину этого сигнала в виде кривой, отражающей зависимость скорости поглощения кислорода от времени Г нахождения образца в ячейке. На основании экспериментальной кривой строится за- 40 висимость скорости превращения образца dE/d от степени превращения f.

Для описания процесса окисления полимера используется уравнение Аррениуса 45

dg и Е д< о

--- = К {1 — g.) ехр(- --)

RT рах. Сохраняя для них значение (1-Е) постоянным, строят зависимость

1n(df/ЙЗ) от обратной температуры и по наклону полученной прямой вычисляют энергию активации, а по отрезку, отсекаемому по оси ординат находят предэкспоненциальный множитель.

На чертеже приведено устройство для реализации способа.

Устройство содержит баллоны 1 со сжатыми кислородом и гелием. Для регулировки и контроля за расходом газов служат редукторы 2 и ротаметры

3. Очистка газов от паров воды проис" ходит в фильтрах 4, содержащих силикогель. Смесь газов с заданной концентрацией кислорода попадает в сравнительные камеры детектора 5 теппо" проводности, а затем в пиролитическую ячейку б (реакционный объем), .где происходит окисление образца.

Летучие продукты окисления задерживаются хроматографической колонкой 7, а газовая смесь с изменной концентра" цией кислорода поступает в рабочие камеры детектора теплопроводности, Последний преобразует это изменение в электрический сигнал, пропорциональный скорости поглощения кислорода образцом, а самопишущий прибор записывает величину этого сигнала в виде временной кривой.

Пиролитическая ячейка выполнена из кварцевой трубки, находящейся в термостатированном блоке, содержит устройство ввода пробы и позволяет проводить измерения в интервале темо ператур 120-800 С. Термостатированная при комнатной темпаратуре хроматографическая колонка имеет длину

1 м и заполнена адсорбентом — молекулярные сита 5 А.

В качестве примера, иллюстрирующего реализацию предлагаемого способа, проводилось определение параметров окисления этилен-пропиленового сополимера СКЭПТ. Образцы массой 1 мг изготовлялись в виде пленок на подложке из нержавеющей стали и вводились в пиролитическую ячейку, через которую продувалась смесь гелия с кислородом со скоростью 40 см /мин

7 при концентрации кислорода в смеси

- 10 об.%. Температура образца измерялась термопарой, находящейся с ним в непосредственном контакте, и составляла в опыте )94 С, В результате окисления образца -.самопишущими при1436040

Формула изобретения

20

Составитель В,Филатова

Техред М,Дидык

Редактор А.Шандор

Корректор М, Васильева

Заказ 5641/44 тираж 847 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4 бор фиксировал временную зависимость скорости поглощения кислорода поли,мером.

Аналогичным образом получены кри5 вые для других значений температур

234, 255 C и для степени превращения Г = 0,15 строилась зависимость

По наклону полученной прямой определяли энергию активации и далее предэкспоненциальный множитель К,, В опыте энергия активации составила значение F. = бб кДж/моль и К,10 с

Предлагаемый способ определения параметров окисления полимеров позволяет.производить измерения в широком интервале температур при различных концентрациях кислорода в газовом потоке, обеспечивает высокую производительность, обладает высокой чувствительностью и достаточной точностью измерений.

Способ определения окислительной активности вещества по скорости потребления кислорода образцом путем его окисления в потоке rasa, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения чувствительности способа, окисление проводят в токе смеси кисO лорода с гелием, а скорость потребления кислорода. определяют по изменению теплопроводности газовых потоков.