Устройство для определения коэффициентов переноса низкомолекулярных веществ через полимерные материалы

катин 3" - ..-,. кая

ОЛ ИКАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

Союз Советских

С щи алистических

Республик

<о708204

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (61) Дополнительное к авт. сеид-sy (22) ЗаявЛеио 180877 (21) 2518894/18-25 . с присоедикеиием заявки М— (23) Приоритет(Я)м. к .

G 01 N 15/08

Государственный коинтет

СССР ао дел ам изобретений н открытий (53) УДК539.217.1 (088.8) Опубликоваио 05.01.80. Бюллетень Йо 1

Дата опубликоваиия описания 10.01.80

В. В. Капанин, В. В. Прилипов и Я. Д. Сиротин (7f) Заявитель (54) УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ КОэффИЦИЕНТОВ

ПЕРЕНОСА НИЗКОМОЛЕКУЛЯРПЫХ ВЕЩЕСТВ ЧЕРЕЗ

ПОЛИМЕРНЫЕ МАТЕР ИАЛЫ

Изобретение относится к технике испытаний полимерных материалов с целью определения их физических характеристик, в частности коэффициентоВ переноса через полимерные пленочные материалы низкомолекулярных жидкостей.

Известно устройство, позволяющее определять коэффициенты диффузии метана, паров бензола и четыреххлористого углерода в пленках из полиэтилена газохроматографическим методом, содержащее хроматографическую колонку, заполняемую стеклянными шариками с нанесенной на них пленкой полиэти- 15 лена (1) .

Это устройство не может быть исПользовако для точных и быстрых измереяий коэффициентов диффузии в связи 20 с трудностью определения толщины пленки, Участвующей в процессе обмека массы во время опыта, и длительностью. подготовки эксперимента. Для сценки эксплуатацкокных характеристик изде- 25 лий из полимеркых пленочных материалов яеобходкмо знать коэффициенты перекоса нкэкомолекулярных зеществ, а известное устройство позволяет измерить только коэффициенты диффузии. )g

Наиболее близким техническим ре- q .. шением к предложенному является устройство для определения коэффициентов переноса ниэкомолекулярных веществ через полимерные материалы, содержащее диффузионную ячейку, помещенную в термостат с нагревательным элементом и выполненную из двух камер, расположенных одна над другой и разделенных испытуемой пленкой, верхняя из которых снабжена термопарой (2) .

Это устройство испольэуется для определения коэффициента переноса полициклических ароматических углеводородов (ПАУ) через различные полимерные пленки к основано яа улавливании

ПАУ тканевыми и жидкостными фильтрами.

Однако оно не позволяет определять в одном эксперименте коэффициенты переноса (диффузии, растворимости, про- . никновения) в широком интервале температур.

Целью изобретения является расширение функциональных возможностей устройства и температурного диапазона измерений.

Для этого верхняя камера диффузионной ячейки имеет полость для испытуемой жидкости, ограниченную метал3

708204

Май ™1 С2

И2-h,откуда

10 где h< и h — суммарная высота пиков на хроматограмме за время <.,< и с — время запаздывания, с.

Коэффициент переноса рассчитывают по уравнению: К.t . 5

А+ где К вЂ” коэффициент калибровки хро20 матографа, см /мм

3 2. — толщина испытуемой пленки, см;

S — площадь хроматографического пика, мм ;

25 A — площадь испытуемой пленки, см . — время испытани я, с., Коэффициент диффузии О рассчитывают по формуле:

30 х

O Ñ

Предлагаемое устройство для определения переноса низкомолекулярных веществ через полимерные материалы позволяет определять в одном эксперименте коэффициенты проникновения, 5 диффузии и растворимости в llHpoKQM

45 интервале температур (90-470 К) ода новременно дл я нескольких жидкостЕй .

Формула изобретения

Устройство для определения коэффициентов переноса низкомолекулярных веществ через полимерные материалы, состоящее из диффузионной ячейки, помещенной в термостат с нагревательным элементом и выполненной из двух

55 камер, расположенных одна над другой,. верхняя иэ которых снабжена термопарой, о т л и ч а ю щ е е с я тем, что, с целью расширения функциональных возможностей устройства и

60 температурного диапазона измерений, верхняя камера диффузионной ячейки имеет полость .для испытуемой жидкости, ограниченную металлической сеткой впускное отверстие, расположен65 ное сверху, и выпускные отверстия лической сеткой, впускное отверстие, расположенное сверху, и выпускные отверстия для воздуха и слива отработанной жидкости.

Объем нижней камеры заполнен металлической сеткой и сообщается через кран-дозатор с газовой системой хроматографа. Боковые стенки термостата имеют полость для хладагента, Яа фиг. 1 изображена конструктивная схема предложенного устройства; на фиг. 2 — диффузионная ячейка в разрезе.

Устройство содержит хроматограф 1, соединенный с диффузионной ячейкой

2, расположенной в термостате 3 с нагревательным элементом 4 и полостью

5 для жидкого азота, который подают иэ сосуда Дьюара 6. Температуру в диффузионной ячейке контролируют автоматическим самопишущим потенцио— метром 7. Для герметизации диффузионной ячейки 2 служат три винтовых зажима 8.

Газовый баллон 9 предназначен для подачи газа в хроматограф 1 и диффузионную ячейку 2. Диффузионная ячейка состоит иэ верхней 10 и нижней 11 камер, разделенных испытуемой пленкой 12. Соединения уплотняют фторопластовыми прокладками 13.

Верхняя камера 10 имеет устройство для ввода испытуемой х<идкости в полость 14, ограниченную металлической сеткой 15, состоящее из крышки

16, емкости 17, крана 18, переходной фторопластовой втулки 19, трубки 20. 35

Для сбора отработанной жидкости слу жит трубка 21 и резервуар 22 с крышкой 23. Через кран 24 с трубкой 25 удаляют воздух иэ полости 14, Термопару 26 вводят через фторопластовый вкладыш 27 и уплотнительную гайку 28.

Измерительный объем нижней камеры 11, заполненный металлической сеткой 29, через трубки 30 подключен к газовой системе хроматографа 1.

Устройство работает следующим образом.

Испытуемую пленку 12 зажимают вин. товыми эах<имами 8 в диффузионной ячейке 2 между верхней камерой 10 и нижней 11 камерами. Исследуемую жидкость заливают в емкость 17. Нижнюю камеру 11 диффузионной ячейки 2 промывают газом из газового баллона 9.

Отсутствие посторонних газов в измерительной камере устанавливают с помощью хроматографа 1„ Затем полость.

14 верхней камеры 10, предварительно переключив краны 18 и 24, заполняют испытуемой жидкостью или смесью нескольких жидкостей. Отбор пробы паров жидкости, прошедших через испытуемую пленку 12 в измерительную каме, ру 11, осуществляют через определенные промежутки времени. Измерения заканчивают после достижения стационарного состояния переноса паров <идкости через испытуемую пленку 12.

Время запаздывания вычисляют по уравнению: где У вЂ” коэффициент растворимости, cM /см атм.

Коэффициент растворимости определяют из соотношения:

Р б= —Э

708204

Составнтель Н. Меныаенина

Редактор Т. Орловская Техред Э.Чужик Корректор Т„ Скворцова

Заказ 8474/Зб Тираж 1019 Подписное

11НИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Филиал ППП Патент, г. Ужгород, ул. Проектная,. 4 для воздуха и слива отработанной жидкости, а нижняя камера ячейки имеет заполненный металлической сеткой объем, соединенный через кран-дозатор с газовой системой хроматографа, при этом боковые стенки термостата имеют полость для хладоагента. .

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

i Росодовская- Е, Я., Сальвински Я. Высокомолекулярные соединения, N.„ Наука, 1976, том,ХГ111, серия К, У б, с. 1428.

2, Федонин B. Ф. Бершова Т, М.

Гуль В. Е. Высокомолекулярные соединения. N Наука, 1975, том XVII, серия А, Р 11, с. 2605 — прототип.