Избранное
ЭБ Нефть
и Газ
Главная
Оглавление
Поиск +
Еще книги ...
Энциклопедия
Помощь
Для просмотра
необходимо:


Книга: Главная » Сборник Н.С. Термодинамика органических соединений Вып 5
 
djvu / html
 

разрушения исходной менее упорядоченной структуры. В этих процессах, естественно, должна изменяться внутреняя энергия материала, возрастая при увеличении разупорядоченности структуры и, наоборот, уменьшаясь при ее совершенствовании.
На основании изложенного представлялось целесообразным применение термохимического метода - определение энтальпии сгорания - для исследования структурных изменений в углеродных волокнах при их термообработке [2, 5].
Обычно углеродные материалы разделяют на два класса: гомогенно графитирующиеся и неграфитирующиеся [6]. Такая классификация весьма условна, поскольку, как показано в ряде работ [7, 8], упорядочение структуры при термообработке происходит в любом углеродном материале, включая такой классический пример неграфитирующегося материала, как стеклоуглерод. С целью проверки этого положения термохимическим методом в качестве объектов исследования были взяты углеродные волокна, полученные на основе различных полимеров. Ими являлись углеродные волокна на основе волокон из полиакрилонитрила, гидратцеллюлозы и фенолформальдегидной смолы. Первые два вида волокон относят [1] к частично графитирующимся материалам, волокно на основе фенолформальдегидной смолы - к неграфитирующимся материалам. Температуры термообработки углеродных волокон изменялись в диапазоне 1750-3000 К-
Для определения теплоты сгорания использовали калориметр с изотермической оболочкой, температура которой автоматически поддерживалась постоянной с точностью 0,003 К. В качестве датчика температуры использовался термистор ММТ-4, включенный в одно из плеч мостовой схемы.
Тепловое значение калориметра определяли по эталонной бензойной кислоте, энергия сгорания которой равнялась 26435 Дж/r. Сжигание образцов производили в самоуплотняющейся бомбе конструкции лаборатории термохимии МГУ [9]. Объем бомбы 314 см3. Начальное давление кислорода в бомбе 30,3-10е Па. Количество воды, вводимое в бомбу 1 мл. Начальная температура опыта 298 К- Количество сжигаемого вещества 0,28-=-0,32 г. Взвешивание производилось с точностью 2-Ю 5 г. Образец помещался в платиновый тигель в виде пучка волокон длиной 1 см. Воспроизводимость результатов по бензойной кислоте была 0,02%, по углеродному волокну 0,04%. Вводились все необходимые поправки.
Для определения содержания углерода в образцах в отличие от принятого для этой цели весового метода анализа, нами был применен интерферометрический метод. Он основан на зависимости между содержанием углекислого газа, образующегося при сгорании образца в бомбе, и показателем преломления газовой смеси.
Результаты эксперимента представлены в та.бл. 1 и 2. На рисунке приведены зависимости энтальпии сгорания трех типов углеродных волокон от температуры их термообработки.
Характер приведенных кривых в общем согласуется с рассмотренными выше воззрениями на процессы структурообразования, происходящие в этих материалах при термообработке.
До температуры 2100 К наблюдается непрерывное повышение значений энтальпии сгорания, что, как уже отмечалось, следует объяснить увеличением «межслоевой» энергии вследствие процесса разупорядоче-ния, что адекватно увеличению расстояния между слоями.
Этому соответствуют наблюдавшиеся значения коэффициентов термического расширения. В работе [10] показано, что до 2100 К происходит увеличение коэффициентов термического расширения вследствие
80

 

1 10 20 30 40 50 60 70 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 100 110


Химическая термодинамика. Свойства углеводородов. Справочники