Основные процессы и аппараты технологии промышленных взрывчатых веществ - Генералов М.Б.
ISBN 5-94628-130-5
Скачать (прямая ссылка):
В аморфных телах атомы колеблются вокруг хаотически расположенных точек. Устойчивым состоянием (с минимальной внутренней энергией) твердых тел является кристаллическое состояние. Поэтому с термодинамической точки зрения аморфное тело находится в мета-стабильном состоянии. Это твердое состояние вещества характеризуется изотропией свойств и отсутствием точки плавления. Как известно, при повышении температуры аморфное вещество размягчается и переходит в жидкое состояние постепенно. Эти особенности обусловлены отсутствием у веществ в аморфном состоянии строгой периодичности, присущей кристаллам в расположении атомов, ионов, молекул и их групп на протяжении сотен и тысяч периодов. В то же время у веществ в аморфном состоянии существует согласованность в расположении соседних молекулярных частиц, т.е. в отличие от кристаллов существует только ближний порядок. Поэтому твердое тело в аморфном состоянии можно рассматривать как переохлажденную жидкость с очень высокой вязкостью (стеклообразное состояние).
Для повышения пластических и эластических свойств полимеров при переработке и эксплуатации часто производят их пластификацию за счет введения в них труднолетучих низкомолекулярных веществ, называемых пластификаторами. Пластификаторы понижают температуры хрупкости, стеклования и текучести; они уменьшают пределы текучести или вынужденной высокоэластичности вследствие уменьшения интенсивности взаимодействия между макромолекулами и облегчения подвижности их сегментов. В результате облегчается диспергирование ингредиентов (например, твердых частиц BB) в объем полимерной матрицы. Некоторые пластификаторы могут повышать огне-, свето- и термостойкость полимеров.
Пластификаторы должны обладать следующими свойствами: хорошей совместимостью с полимером, низкой летучестью, отсутствием запаха, химической инертностью, стойкостью к экстракции из полимера и др. Наибольшее распространение среди пластификаторов находят сложные эфиры, например, диоктилфталат, дибутилсербацинат, а также минеральные и невысыхающие растительные масла и др. Количество пластификатора в полимерных композициях может составлять от 1-2 до 100% (от массы полимера) [12].
53 2.6. Основные физико-механические свойства [4,8,14]
Жвдкости и их смеси. В состав ПВВ могут входить как в виде отдельных компонентов, так и их смесей жидкости, эмульсии, суспензии, сыпучие компоненты. Используемые процессы и аппараты технологии ПВВ и методы их расчета во многом определяются физическими свойствами перерабатываемых материалов.
По химическому составу различают однокомпонентные (или чистые) жидкости и многокомпонентные жидкие смеси (растворы). По физической природе жидкости делятся на нормальные (обычные) жидкости, жидкие кристаллы с сильно выраженной анизотропией и квантовые жидкости (жидкие состояния гелия). В дальнейшем рассматриваются только нормальные жидкости (просто жидкости); они макроскопически однородны и изотропны при отсутствии внешнего воздействия.
К основным физическим свойствам жидкости обычно относят плотность р, поверхностное натяжение а и вязкость ц.
Зависимость плотности от давления и температуры, а в случае растворов - и от концентрации компонентов, определяется уравнением состояния. Имеется большое число эмпирических, полуэмпирических и приближенных теоретических уравнений состояния для различных индивидуальных жидкостей и их смесей.
Поверхностное натяжение является термодинамической характеристикой поверхности раздела двух фаз, определяемой работой обратимого изотермического образования единицы площади этой поверхности. Оно измеряется в джоулях, деленных на квадратный метр (Дж/м2), или в ньютонах, деленных на метр (Н/м).
Поверхностное натяжение на границе двух конденсированных фаз (например, между двумя несмешивающимися жидкостями) обычно называется межфазным натяжением. Работа образования новой поверхности затрачивается на преодоление сил межмолекулярного сцепления (когезии) при переходе молекул вещества из объема тела в поверхностный слой.
Поверхностное натяжение уменьшается при повышении температуры и под воздействием поверхностно-активных веществ и не зависит от размера и формы поверхности, если объемы фаз достаточно велики по сравнению с размерами молекул. Влияние поверхностного натяжения весьма существенно в процессах диспергирования жидкостей (см. подразд. 6.3).
На характер механического движения жидкости как сплошной среды существенное влияние оказывает ее вязкость или внутреннее трение.
Впервые на наличие внутреннего трения между частицами жидкости было указано И. Ньютоном (1687 г.) в книге «Математические на-
54 чала натуральной философии». В ней Ньютон высказал гипотезу, согласно которой сила внутреннего трения между частицами жидкости пропорциональна относительной скорости этих частиц.
В наше время эта гипотеза при ламинарном изотермическом течении жидкости представлена в виде формулы
х = 11~, (2.4)
a dx
где т - касательное напряжение сдвига слоев жидкости один относительно другого; р - коэффициент пропорциональности, называемый коэффициентом динамической вязкости или просто вязкость, Н-с/м2 или Па с; dv/dx — градиент скорости сдвига, характеризующий изменение скорости на единице расстояния по нормали к вектору скорости.
