- •Методические указания к учебной практике студентов 3 курса
- •2.1 Водоструйный насос
- •2 .2 Аппарат Сокслета
- •2.3 Контактный термометр
- •2.4 Задание для самостоятельной работы
- •3.1 Приготовление титрованных растворов
- •3.1.1 Фиксаналы
- •3.1.2 Общие правила при приготовлении титрованных растворов
- •3.1.3 Установка титра раствора или определение коэффициента поправки.
- •3.1.4 Общие правила при определении коэффициента поправки
- •3.2 Способы выражения содержания растворенного вещества
- •3.3 Задание для самостоятельной работы
- •4.1 Определение сорбционных характеристик ионообменных волокон
- •4.2 Определение степени набухания волокон с особыми свойствами
- •4.3 Задание для самостоятельной работы
- •5.1. Потенциометрическое титрование.
- •5.2 Определение обменной емкости с помощью кривых
- •5.3 Задание для самостоятельной работы
- •6.1.Углеродные волокна и их применение
- •6.2 Оценка сорбционно-кинетических характеристик по сорбции красителя метиленового голубого
- •6.3 Задание для самостоятельной работы
- •7.1 Задание для самостоятельной работы
5.3 Задание для самостоятельной работы
Построить кривую потенциометрического титрования (методом многих навесок) для полученного ионообменного волокна.
6. УГЛЕРОДНЫЕ ВОЛОКНА ИХ СВОЙСТВА И ПРИМЕНЕНИЕ
6.1.Углеродные волокна и их применение
Углеродные волокна относятся к числу наиболее молодых и имеющих большое техническое значение видов химических волокон. Они сочетают в себе жаростойкость с высокими показателями и феноменальными электрофизическими свойствами.
Углеродные волокна принадлежат к обширной группе углеграфитовых тел. Предложены различные системы классификации этих волокнистых материалов. По температуре термообработки (ТТО) и содержанию углерода эти волокна подразделяют на 3 класса: 1) частично карбонизованные (ТТО до 5000С), 2) угольные (ТТО 500-15000С) и 3) графитизированные или графитированные ( ТТО 1500-20000С и выше).
По применению углеродные волокна можно разбить на 4 класса, соответственно используемые в виде материалов:1)конструкционных, 2) теплозащитных, 3) с регулируемыми электрофизическими свойствами, 4) с регулируемыми физико-химическими свойствами (активированные или сорбционно-активные).
В настоящее время наиболее часто используемым сырьем для получения углеродных волокон являются: полиакрилонитрильные волокна, гидратцеллюлозные (вискозные) волокна и пеки.
Из ПАН волокон получают высокопрочные и высокомодульные волокна. Основными стадиями технологического процесса в этом случае является окисление ПАН-волокон и карбонизация(пиролиз).
На основе гидратцеллюлозных (ГЦ) волокон получают как высокомодульные и высокопрочные углеродные волокна, так и низкомодульные волокна и волокнистые материалы широкого применения. Кроме того на основе ГЦ получают активированные углеродные волокна, используемые в различных сорбционных процессах. Основными стадиями технологического процесса в данном случае является отмывка исходного волокна от замасливателя с последующей пропиткой различными агентами, оказывающими регулирующее влияние на протекание процесса термической деструкции и защищающими в то же время волокно от. нежелательного воздействия окислителей. В качестве такого рода агентов (добавок) в литературе описаны почти все известные антипирены, галогеноводороды и ряд соединений смешанного характера.
Далее процесс высокотемпературной обработки – карбонизация (как правило, с конечной ТТО до 6500С) и последующая высокотемпературная обработка –графитации (с конечной ТТО до 20000С и выше). В случае получения активированных углеродных материалов после карбонизацию проводят высокотемпературную активацию в среде водяного пара или другого активирующего агента.
Активированные углеродные волокна получают с различной степенью активации. Сорбционно-кинетические характеристики углеродных волокон контролируют обычно по сорбции красителя метиленового голубого, сорбции йода, бензола.
6.2 Оценка сорбционно-кинетических характеристик по сорбции красителя метиленового голубого
Оценку сорбцонно-кинетических характеристик по сорбции красителя метиленового голубого (МГ) проводили по методике, изложенной в ГОСТ 4453-74.
Подготовка пробы.
Пробу волокна массой 0,1 г помещают в бюкс и сушат при температуре 120°С в течение З ч. Затем бюкс переносят в эксикатор, охлаждают и взвешивают на лабораторных весах с точностью до 0,0002 г.и определяют m1 ,г. После переноса пробы в колбу, взвешивают пустой бюкс, определяют m2 г, затем определяют массу пробы.
Проведение анализа.
Подготовленную пробу волокна переносят в коническую колбу объёмом 100мл с пришлифованной пробкой и заливают 50 мл рабочего раствора метиленового голубого (концентрация 1500 мг/л). Колбы с пробой и раствором помещают в шейкер и встряхивали 20 мин при 125 качаний. Затем осветлённый раствор отфильтровывают через бумажный фильтр и определяют с помощью спектрофотометра МКМФ-1, его оптическую плотность в кювете с расстояниями между рабочими гранями 10 мм, при длине 597 нм. В случае превышения оптической плотности значения 0,8, проводят разбавление раствора до значений оптической плотности равных 0,6. По величине оптической плотности с помощью калибровочного графика находят значение концентрации МГ в исследуемых растворах.
Сорбционную ёмкость по МГ вычисляют по формуле:
, мг/г (1)
где - концентрация исходного рабочего раствора метиленового голубого (мг/л) разбавленного в раз, определяемая по калибровочному графику;
- концентрация осветлённого раствора метиленового голубого (мг/л) разбавленного в раз, определяемая по калибровочному графику;
0,05 - объем рабочего раствора метиленового голубого, помещаемого в колбу с элементарной пробой, л;
m - масса элементарной пробы, г.