Коэффициент объемного расширения этиленгликоля: жидкости охлаждающие антифризы

Содержание

жидкости охлаждающие антифризы

Как отмечалось выше, при всех достоинствах вода как охлаждающая жидкость имеет серьёзный для нашего климата недостаток – высокую температуру замерзания. Этот недостаток влечёт за собой и следующий – объёмное расширение при замерзании, достигающее 9%, т. к. плотность воды при 3,98 °С составляет 1000 кг/м3, а льда при 0°С – 916,8 кг/м3. Это приводит к разрыву рубашки охлаждения. Температура кипения также относительно невысока.

Всё это вынудило эксплуатационников искать более приемлемые охлаждающие жидкости. Так было положено начало применению в качестве охлаждающей жидкости в двигателях внутреннего сгорания смеси этиленгликоля и воды.

Этиленгликоль С2Н4(ОН)2 – простейший двухатомный алифатический спирт, сиропообразная ( ) бесцветная жидкость сладкого вкуса. Температура замерзания минус 12,3°С, кипения плюс 197,6°С, плотность 1113 кг/м3при 20°С. При добавлении воды температура замерзания понижается до минус 75°С при содержании в растворе трети воды, а при дальнейшем увеличении концентрации воды – повышается. Зависимость нелинейная. Температура замерзания может быть определена не только по концентрации воды и этиленгликоля, но и по плотности смеси.

Низкозамерзающие охлаждающие жидкости для заправки систем «тосолы». Эти жидкости имеют ряд преимуществ по сравнению с водой:

– низкая температура замерзания;

– выше температура кипения;

– хорошие смазочные свойства, что обеспечивает больший ресурс

работы водяного насоса;

– при замерзании образуется рыхлая масса, почти не увеличивающаяся в

объёме и не вызывающая разрушения системы охлаждения.

Но тосолам присущи и недостатки:

– токсичность;

– коррозионное воздействие на конструкционные материалы;

– высокая просачиваемость по сравнению с водой;

– большой коэффициент теплового расширения.

Основной недостаток этиленгликолевых жидкостей – токсичность, даже при невысоких концентрациях гликолей. При попадании в организм человека наблюдаются тяжёлые отравления. Поэтому при использовании тосолов необходимо строго соблюдать правила техники безопасности.

Современные тосолы представляют собой смесь этиленгликоля и воды с добавлением присадок:

– антикоррозионной;

– антифрикционной;

– противопенной.

Характеристика антифризов приведена в табл. 5.4.

 

Таблица 5.4

 

Характеристика антифризов

 












Показатели

Лена-40

Лена-65

Тосол А

Тосол А-40

Тосол А-65

ТУ-6-01-7-153-85

ТУ 6-02-751-86

Внешний вид

Слегка мутная маслянистая жидкость

Цвет

Жёлто-зелёный

Голубой

Голубой

Красный

Плотность при


20 °С, кг/м3

 


1075–1085

 


1085–1100

 


1140

 


1075–1085

 


1075–1095

Температура крис-таллизации, °С

 


–40

 


–65

 


–11,5

 


–40

 


–65

Температура кипения, °С

 


108

 


115

 


170

 


108

 


115

Этиленгликоль,


% по массе

 


52

 


64

 


96

 


53

 


63

Вода по массе

47

35

3

44

35

Присадки, г/л:


декстрин,

 


1,0

 


1,0

 


1,0

 


0,4

 


0,5

динатрий фосфат,


антивспениваю-щая, композиция анти- коррозионных

2,5–3,5


 



 


3,0–3,5


 



 



 


0,1


 


5,0


 


0,05


 


2,55


 


0,08


 


2,95

 

 

Применение тосолов требует выполнения ряда правил, обусловленных свойствами этих жидкостей:

  1. Заполнять систему охлаждения следует на 6–8% ниже полной вместимости. Это вызвано большим коэффициентом объёмного расширения. При нагревании жидкости до рабочей температуры система охлаждения будет заполнена полностью. В последнее время на автомобилях устанавливают расширительные бачки, изменение уровня жидкости в которых компенсирует тепловое расширение антифриза.
  2. Необходимо тщательно проверить герметичность соединений в системе охлаждения, так как антифризы обладают повышенной просачиваемостью.
  3. Через некоторое время после залива следует внимательно осматривать соединения на наличие подтеканий. Антифризы растворяют накипь. Неплотности, закупоренные накипью могут дать течь. Растворение накипи не снижает качество антифризов. После фильтрации их снова можно заливать в систему.
  4. Необходимо полностью удалить накипь со стенок системы охлаждения перед заливом антифриза. Накипь вступает в химическую реакцию с динатрийфосфатом, который находится в антифризе для защиты от коррозии чёрных металлов и латуни.
  5. Температуры кипения антифризов выше, чем воды. Снижение уровня при отсутствии подтеканий свидетельствует о выкипании воды и повышении концентрации этиленгликоля. В этом случае необходимо доливать чистую воду. При снижении уровня вследствие подтеканий компенсировать потери следует стандартным антифризом.

Необходимо периодически проверять концентрацию антифриза в системе охлаждения. Проверка производится с помощью гидрометра – разновидности ареометра, с термометром, но с двойной шкалой, оттарированной на процентное содержание этиленгликоля в смеси и соответствующие температуры замерзания. Шкала рассчитана на определения при температуре антифриза равной 20 °С. При других температурах неизбежны ошибки, поэтому перед измерением необходимо привести температуру антифриза к значению 20 °С. При невозможности корректировки температуры поправки к показанию гидрометра можно определять по таблице 5.5.

 

Таблица 5.5

Поправки к показанию гидрометра






t°С


жидкос­ти

Содержание этиленгликоля в жидкости, % по объёму

+30

17

19

21

23

25

27

29

31

33

35

37

39

41

43

45

46

48

50

52

54

56

58

60

61

62

64

66

28

18

20

22

23

25

28

30

32

33

36

38

39

42

44

46

47

49

51

53

55

57

59

61

62

63

65

67

26

19

20

22

24

26

29

31

32

34

36

39

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

63

64

66

68

24

20

21

23

25

27

30

31

33

35

37

39

41

43

45

47

49

51

53

55

57

59

61

63

64

65

67

69

 

Окончание табл. 5.5





t0С


жидкос­ти

Содержание этиленгликоля в жидкости, % по объёму

22

21

22

24

26

28

31

32

34

36

38

40

42

44

46

48

50

52

54

56

58

60

62

64

65

66

68

70

+20

21

23

25

27

29

31

33

35

37

39

41

43

45

47

49

51

53

55

57

59

61

63

65

66

67

69

71

18

22

24

26

28

30

                      

 

 

 

 

Коэффициент расширения: что такое, для чего нужен и как рассчитать

Когда твердое тело и жидкость нагреваются, их температура повышается. Это приводит к тому, что в определенной мере увеличивается их объем при повышении температуры с каждым градусом. Свойство, которое характеризует отношение температуры и объема, называется коэффициентом расширения. У разных веществ коэффициент имеет разное значение, также может меняться у одного вещества в зависимости от того, какую оно имеет температуру. Принцип используется в работе термометров и других инструментов, используемых для измерения температуры.

Что такое тепловое расширение?

Тепловым расширение принято считать способность тел к расширению, когда они нагреваются. Это означает, что при повышении температуры изменяются их линейные и объемные размеры. Когда происходит охлаждение тела, процесс будет обратным – объем уменьшается.

Для чего нужен коэффициент?

Коэффициент теплового расширения описывает, как изменяется размер объекта, когда происходит повышение его температуры. В зависимости от конкретного использования, коэффициент расширения может быть линейный или объемный. Если тело твердое, требуется узнать изменение его длины или конкретной области, поэтому применяется коэффициент линейного расширения. Для жидкостей и газов используется только температурное расширение, коэффициент линейного теплового расширения для них не подходит, потому что приобретают форму емкости, в которой находятся.

Коэффициент объемного теплового расширения показывает, какое относительное изменение объема тела при постоянном давлении и изменении его температуры на 1 градус. Выражается формулой:

Коэффициент линейного теплового расширения показывает относительное изменение длины тела, когда происходит его нагревание.

Выражается формулой:

Коэффициент линейного теплового расширения может иметь разные значения, если направления измерений будут разными.

Теоретически рассчитать коэффициент линейного объема можно, зная коэффициент объемного расширения (α V ≈ 3 α L).

При нагревании некоторых материалов происходит их сжатие, а не расширение. У них коэффициент расширения (линейный) будет иметь отрицательное значение, к примеру, вода (коэффициент расширения с отрицательным значением при температуре 0-3,984 °С).

Особенности измерения

Тепловое расширение тел, независимо от их фазового состояния, измеряется дилатометром. Принцип действия практически всех приборов основан на измерении сдвигов (малых и сверхмалых), которые возникают вследствие изменения размеров тела относительно шкалы дилатометра. Прибор позволяет определить коэффициент теплового расширения даже в тех случаях, когда смещения микроскопические.

Сегодня существуют такие типы приборов:

  • оптико-механические;
  • емкостные;
  • индукционные;
  • интерференционные;
  • рентгеновские;
  • радиорезонансные и др.

Чаще всего используются тепловые дилатометры, которые позволяют определять объемное и линейное расширение, происходящее под воздействием температуры.

Вам могут быть интересны следующие товары

Вам могут быть интересны услуги

Этиленгликоль и пропиленгликоль – эффективные теплоносители XXI века

Этиленгликоль и пропиленгликоль – эффективные теплоносители XXI века

Выбор качественного и безопасного теплоносителя для инженерной системы – важная задача для любого объекта: начиная от загородного дома или складского помещения и заканчивая крупными спортивными комплексами, гостиницами, бизнес-центрами или учреждениями здравоохранения. Традиционно самым универсальным и доступным вариантом считается вода, но она не способна обеспечить всесезонное использование климатической системы. Текучесть и теплопроводность деминерализованной воды достаточно высоки, но кристаллизация при нулевой температуре и высокий коэффициент объемного расширения делают ее непригодной в инженерных системах с риском замерзания. Современная химическая промышленность предлагает нам альтернативные варианты, среди которых можно отметить теплоносители на основе глицерина или высокотемпературные органические масла, но самым безопасной и практичной заменой являются антифризы на основе гликолей.

Свойства и преимущества этиленгликоля

Водный раствор этиленгликоля кристаллизуется при довольно низкой температуре, что делает двухатомный органический спирт идеальным вариантом использования в охлаждающих системах, отопительном оборудовании с высоким риском замерзания. Сегодня теплоносители на основе раствора этиленгликоля активно применяются в инженерных системах общественных зданий, производственных цехов, спортивных объектов. Особенно востребован этиленгликоль на объектах, требующих постоянного поддержания низких температур. При кристаллизации раствор гликоля принимает вид желеобразной массы, что позволяет защитить отопительную систему от разрушения.

В зависимости от требуемого климатического режима используются водные растворы этиленгликоля с концентрацией от 30 до 65 %. Рабочий диапазон температур замерзания при этом варьируется от 65 до 15 градусов ниже нуля. Важно помнить, что чистый этиленгликоль является коррозионно активным веществом, а его применение в качестве охлаждающей жидкости запрещено действующими стандартами. Для защиты климатического оборудования производители применяют органические присадки. К примеру, компания «ТЕХНОФОРМ» пользуется пакетом карбоксилатных присадок бельгийского производства, обладающих высоким антикоррозионным, противопенным и противонакипным эффектом.

Использование теплоносителей на основе растворов этиленгликоля имеет две важные особенности:

— При аналогичной концентрации раствор этиленгликоля имеет более низкую температуру замерзания и более низкую вязкость в сравнении с пропиленгликолевыми производными. Это позволяет существенно снизить потери при постоянной циркуляции в климатической системе. Более высокая теплопроводность и теплоемкость делает этиленгликоль предпочтительным вариантом для закрытых инженерных систем.

— Температура замерзания раствора зависит от концентрации, причем эта зависимость имеет нелинейный характер. Минимальная температура кристаллизации (65 градусов ниже нуля) наблюдается при концентрации в 65 %. Ее повышение ведет к повышению температуры замерзания до – 13 градусов. Именно по этой причине на производстве нецелесообразно использовать этиленгликоль высокой концентрации.

Особенности использования пропиленгликоля

Пропиленгликоль не токсичен и не способен вызвать отравление при длительном вдыхании паров или попадании внутрь организма. Он широко применяется во многих странах мира в качестве важного компонента на пищевом производстве и в фармакологической промышленности. Гликоль высокой чистоты используется для достижения нужного вкуса, качества и цвета продуктов питания, а также при изготовлении экстрактов ароматических природных компонентов.

Антифризы и хладагенты на основе пропиленгликоля хорошо зарекомендовали себя в отопительных и охладительных системах на объектах пищевой промышленности, в медицинских и образовательных учреждениях.

Ключевой показатель использования пропиленгликоля в качестве теплоносителя является нелинейность зависимости между температурой кристаллизации и концентрацией раствора. Опытным путем определено, что своего минимума температура замерзания достигает при концентрации 70 %. Дальнейшее ее повышение не меняет свойства готового теплоносителя, поэтому экономически нецелесообразно использовать чистый пропиленгликоль или раствор с концентрацией свыше 70 %.

Сегодня для обеспечения работы отопительных и климатических систем можно приобрести как чистый гликоль для дальнейшего доведения до необходимой концентрации, так и готовые теплоносители с пакетом карбоксилатных присадок. Высокое качество рабочих составов позволяет сохранять необходимые свойства до 10 лет. Главное условие – своевременный мониторинг качества теплоносителя в системе. Оптимальное решение – доверить обслуживание, замену и утилизацию антифриза производителю!

Статья предоставлена компанией «ТЕХНОФОРМ».
Официальный сайт — http://hstream.ru/.

Алексей Новиков

Коэффициент объемного расширения
























Жидкость

10–5 °С-1

Анилин

85

Раствор NaCl, 26%**

44

Бензин

125

Серная кислота

57

Бензол

124

Сероуглерод

121

Глицерин

53

Скипидар

94

Керосин

100

Спирт амиловый

93

   »     этиловый

110

   »     метиловый

122

м-Ксилол

101

Масло оливковое

70

   »     парафиновое

90

Толуол

109

Пентан

159

Уксусная кислота

107

Раствор СаС12, 6% **

25

   »       СаС12, 41% **

46

Хлороформ

126

Эфир диэтиловый

163

 

Источник: «Примеры и задачи по курсу процессов и аппаратов химической технологии» /под ред. Романкова. Приложение.

Технические условия морской перевозки этиленгликоля наливом – РТС-тендер

МИНИСТЕРСТВО МОРСКОГО ФЛОТА

7-М

ОБЩИЕ
И
СПЕЦИАЛЬНЫЕ ПРАВИЛА

ПЕРЕВОЗКИ НАЛИВНЫХ ГРУЗОВ

ЧАСТЬ
III

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МОРСКОЙ
ПЕРЕВОЗКИ

(ТУМП) НАЛИВНЫХ ГРУЗОВ

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ

МОРСКОЙ ПЕРЕВОЗКИ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ НАЛИВОМ

РД 31.11.81.13-78.

МОСКВА

В/О «МОРТЕХИНФОРМРЕКЛАМА»

1985

Разработаны   Центральным
научно-исследовательским институтом морского флота (ЦНИИМФ)

Черноморский
филиал

Директор
филиала Л. Д. Яловой

Руководитель темы И. П.
Горяинов

Ответственные исполнители:
В.А. Бобыр, Н.И. Вивденко, Н.В. Васин, М.П. Зинько, И.П. Корниенко, О.К.
Кепинг, Т.В. Кузнецова, А.Ш. Кушнир, Н.И. Коваленко, В.В. Луговенко, И.Г.
Потапов, Н.И. Плявин, Я.Н. Спиридонов, В.Н. Татаренко

Согласованы   Главным управлением перевозок, эксплуатации
флота и портов Минморфлота

Начальник В.С. Збаращенко

Внесены             Главным управлением перевозок,
эксплуатации флота и портов Минморфлота

Начальник В.С. Збаращенко

ТЕХНИЧЕСКИЕ УСЛОВИЯ МОРСКОЙ
ПЕРЕВОЗКИ ЭТИЛЕНГЛИКОЛЯ НАЛИВОМ

РД 31.11.81.13-78

Перевозка этиленгликоля
наливом допускается на судах, удовлетворяющих требованиям Правил классификации
и постройки судов Регистра СССР.

ИНФОРМАЦИОННАЯ КАРТА


ООН                         —

Стр.
ИМО                        —

Группа
МОПОГ                  9115

1.1.
Наименование: этиленгликоль.

1.2. Синонимы: гликоль этилена,
дигидрокенэтан, этандиоль, 1-2-этандиоль, этиленовый спирт, моноэтиленовый
гликоль.

1.3. На английском языке: ETHYLENEGLYCOL.

1.4. Квалификация
химического продукта: технический продукт.

1.5. Химическая формула: СН2ОН-СН2ОН.

1.6. Химическая группа:
спирты.

1.7. Внешний вид: бесцветная
немного вязкая жидкость.

1.8. Запах: очень слабый.

1.9. Основная опасность:
токсичность при проглатывании.

2.1.
Относительная молекулярная масса                                                62

2.2.
Плотность при 20 °С, кг/м3                                                               1116

2.3. Температура
кипения, °С                                                                  197,6

2.4.
Температура затвердевания, °С                                                        -15,6

2.5. Вязкость
при 20 °С, сП                                                                      20,9

2.6.
Растворимость в воде, масс. %                                                         Неограниченная

2.7.
Парциальное давление паров в воздухе при 20 °С, Па                   7,98

2.8.
Коэффициент объемного расширения при 20 °С, 1/к                    0,00062

2.9.
Плотность пара по отношению к воздуху                                        2,14

2.10.
Удельное объемное электрическое сопротивление, Ом·м          0,5·105

2.11. Термочувствительность:
морозочувствителен.

2.12. Чувствительность к
посторонним запахам: очень чувствителен.

2.13. Влагочувствительность:
гигроскопичен.

3.1. Отношение к воздуху:
боится атмосферной влаги.

3.2. Отношение к воде: очень
гигроскопичен.

3.3. Отношение к морской
воде: очень гигроскопичен.

3.4. Взаимодействие с
классами химических веществ: взаимодействует с окислителями; при действии
водоотнимающих веществ (H2SO4, ZnCl2) образуется уксусный
альдегид.

3.5. Взаимодействие с
материалами конструкций: для перевозки этиленгликоля пригодны конструкции из мягкой
стали, нержавеющей стали, алюминия.

3.6. Совместимость:
несовместим с сильными окислителями.

3.7. Устойчивость: устойчив
при рекомендуемом режиме перевозки.

4.1.
Категория опасности по Правилам Регистра СССР                       3

4.2. Температура
вспышки, °С                                                                 116

4.3.
Температура самовоспламенения, °С                                              432

4.4.
Концентрационные пределы взрываемости газов и паров, %       3,2 — 6,4

4.5. Образование токсичных
продуктов при сгорании: образование сажи, угарного и углекислого газов, азота.

4.6. Средства тушения
пожара.

4.6.1. Рекомендуемые
огнегасительные средства: тонкораспыленная вода, высокократная пена,
среднекратная пена, двуокись углерода, состав «3, 5».

5.1. Общая характеристика:
при попадании в организм через рот вызывает острое отравление, действует на
сосуды, почки, нервную систему, вызывает отек, набухание и некроз сосудов. Не
представляет опасности острых отравлений в результате вдыхания паров.

5.2.
Класс опасности………………………………………………………………………. 4

5.3. Предельно допустимая концентрация паров в воздухе (ПДК), мг/м3   Не установлено

5.4.
Летальная доза (ЛД50), мг/кг…………………………………………………….. 6610

5.5.
Летальная концентрация (ЛК50), мг/м3……………………………………… Нет
данных

5.6.
Температурный порог токсичности (ТПТ), °С………………………….. Нет
данных

5.7. Меры первой помощи при
воздействии паров на:

5.7.1. Дыхательные пути:
вывести пострадавшего на свежий воздух. Если дыхание остановилось или слабое,
сделать искусственное дыхание по способу «рот в рот» или «рот в нос».

5.7.2. Глаза: не оказывает
воздействия.

5.7.3. Кожу: не оказывает
воздействия.

5.8. При воздействии
жидкости на:

5.8.1. Глаза: осторожно
промыть глаза большим количеством чистой морской или пресной воды (промывать не
менее 15 мин).

5.8.2. Кожу: снять грязную
одежду и хорошо промыть водой.

5.9. Средства индивидуальной
защиты: респираторы типа «Лепесток», «Астра-2» или противогаз с фильтром.

5.10. При попадании жидкости
внутрь вызвать рвоту, обильно промыть желудок водой или насыщенным раствором
соды, сделать сифонную клизму. Для борьбы с ацидозом — щелочная терапия:
обильное питье боржома, 5 %-ного раствора соды. Покой, согревание тела. В более
тяжелых случаях — кровопускание (300 — 500 мл) с последующим введением глюкозы
и соды или переливанием крови.

6.1. Перевозка в инертной
среде: не требуется.

6.2. Ингибирование: не
требуется.

6.3. Температурный режим:
температура окружающей среды.

6.4. Давление: атмосферное.

6.5. Погрузка «через верх»:
не разрешается.

6.6. Скорость налива: на
первом этапе погрузки до полного закрытия днищевого набора скорость движения
груза в трубопроводе допускается до 1 м/с; на последующих этапах — в
зависимости от технического состояния судна и береговых устройств.

7.1. Меры при разливе: смыть
водой.

8.1. Категория загрязнения
для эксплуатационного сброса — D.

9.1. Подготовка емкостей под
перевозку этиленгликоля должна производиться в соответствии с требованиями § 5 Правил морской перевозки химических грузов
наливом.

9.2. Последние три рейса
перед перевозкой этиленгликоля должны быть выполнены с такими грузами, как
ароматические вещества, спирты, растворители и т.п.

9.3. Зачистные и моечные операции должны выполняться согласно шифрам
таблицы (см. Правила морской перевозки химических грузов наливом).
























№ п/п

Слитый груз

Группа груза

Шифры зачистных и
моечных операций

1

Ацетон

14

М15АБВ

2

Бутанол

11

М1М18АБВ

3

Бутилацетат

16

М1М18АБВ

4

Бензол

9

М7АБВ

5

Дихлорэтан

10

М1М24М18АБВ

6

Изобутанол

11

М1М18АБВ

7

Изопропилбензол

9

М7АБВ

8

Ксилолы (О.М.П.)

9

М7АБВ

9

Каменноугольное масло

21

М2М32М11ЖМ16АБВ

10

Метанол

11

М15БВ

11

Метилэтилкетон

14

М15АБВ

12

Монохлорбензол

10

М19АБВ

13

Нитрил акриловой кислоты

8

М1М13М14АБВ

14

Стирол

9

БРБМ2М23ГАГБВ

15

Серная кислота

1

М1М34М18БВ

16

Суперфосфорная кислота

1

М14АБВ

17

Талловое масло

21

М9М24М15ЕМ17БВ

18

Уксусная кислота

15

М14АБВ

19

Формалин

13

М18АБВ

20

Фурфурол

13

М2М31М6ЕМ18БВ

21

Циклогексан

7

М1М31М18АБВ

22

Этиленгликоль

11

Дегазация воздухом

9.4. Перед погрузкой этиленгликоля танки должны быть тщательно зачищены
от ржавчины и других веществ (песок и т.п.).

9.5. Наличие морской воды в
грузовых емкостях не допускается

9.6. Последнюю моечную
операцию перед зачисткой проводить пресной водой.

СОДЕРЖАНИЕ

 

Эксплуатационные требования к качеству охлаждающих жидкостей

Эксплуатационные требования к качеству охлаждающих жидкостей

Общие сведения

Охлаждающие жидкости в процессе работы двигателя нагреваются до температуры 80-90°С, а при форсированном режиме работы и до 100°С. При длительных остановках они охлаждаются до температуры окружающего воздуха. Давление в системе охлаждения близко к атмосферному, что способствует испарению и увеличению потерь охлаждающих жидкостей. В процессе применения охлаждающие жидкости контактируют с различными конструкционными материалами (алюминий, медь, латунь, чугун, резина и др.)

Исходя из назначения и условий применения, охлаждающие жидкости должны удовлетворять следующим требованиям:

  • иметь большую теплоемкость и хорошую теплопроводность;
  • иметь высокую температуру кипения и теплоту испарения;
  • обладать низкой температурой кристаллизации;
  • иметь малый коэффициент объемного расширения;
  • обладать подвижностью (вязкостью) в диапазоне температур от –70 до +100°С;
  • иметь термическую стабильность и не образовывать отложений (накипи) в системе охлаждения;
  • не вспениваться в процессе работы;
  • быть безопасными в пожарном отношении, биологически и экологически нейтральными.
Классификация и ассортимент охлаждающих жидкостей

При эксплуатации современных автомобилей для охлаждения двигателей применяют незамерзающие жидкости, объединенные общим названием «АНТИФРИЗЫ» (от англ. Antifreeze – препятствующий замерзанию).

В настоящее время широко распространено употребление двух названий охлаждающих жидкостей: «Тосол» и «Антифриз». Следует помнить, что «Тосол» — торговая марка антифриза. Это название образовано из «ТОС» — сокращенно технология органического синтеза (название отдела института, где была создана рецептура ОЖ) и «ОЛ» — по химической номенклатуре веществ это окончание показывает, что речь идет о спирте (этиленгликоль – это двухосновный спирт). Для примера: «этанОЛ – этиловый спирт».

Наибольшее распространение имеют гликолевые незамерзающие жидкости, представляющие собой смеси этиленгликоля с водой. Реже встречаются жидкости, изготовленные на основе пропиленгликоля, глицерина, монопропилена, смешивать которые с этиленгликолевыми нельзя.

Этиленгликоль – маслянистая желтоватая жидкость без запаха, имеющая температуру кристаллизации –12,7°С и кипения +197°С водой этиленгликоль образует раствор, температура кристаллизации от-дельных компонентов которого выше температуры кристаллизации раствора, состоящего из этих компонентов. Смешивая в различных пропорциях этиленгликоль с водой, можно получить смеси с темпе-ратурой замерзания от 0 до –75°С (при концентрации этиленгликоля около 66,7 %). С увеличением со-держания этиленгликоля температура кристаллизации смеси повышается. Наиболее широко распро-страненные концентрации – это 52,6 % и 65,3 % этиленгликоля, которые позволяют растворам не замерзать при –40 и –65°С соответственно.

Растворы этиленгликоля вызывают значительную коррозию конструкционных металлов.

Чтобы защитить детали системы охлаждения от коррозии, а попутно обеспечить теплоносителю ряд других полезных свойств – пониженную вспениваемость, антинакипиновые свойства и прочие – в водно-гликолевую смесь добавляют пакет специальных присадок, который и определяет основную часть эксплуатационных показателей залитого в систему антифриза.

Стандартный пакет присадок включает: ингибиторы коррозии, антинакипины, антивспенивающие и смазывающие составы. Объем пакета присадок обычно не превышает 8% объема антифриза.

В традиционных ОЖ, к числу которых относится и Тосол, защиту металлов от коррозии обеспечива-ют силикаты, бораты, нитриты, фосфаты и др. Общее название таких ОЖ – силикатосодержащие. У этих жидкостей есть ряд серьезных недостатков. Это, прежде всего, образование осадка, приводящего к закупориванию узких каналов системы охлаждения. Кроме того, силикатные ингибиторы коррозии об-разуют по всей поверхности системы охлаждения защитный слой толщиной более 1000 Ангстрем, что сильно снижает эффективность теплоотвода и увеличивает количество абразивных частиц в системе охлаждения. Помимо этого, защитные свойства ингибиторов коррозии на основе силикатов имеют довольно ограниченный срок службы – около 1,5 лет.

Но научно-технический прогресс не стоит на месте, и в середине 90-х годов прошлого века были разработаны новые карбоксилатные ингибиторы коррозии на основе органических кислот. Исследования показали, что новые охлаждающие жидкости на основе карбоксилатных ингибиторов прекрасно защищают от коррозии металлы и сплавы, обладают высокой теплоемкостью и предохраняют систему охлаждения от кавитационных разрушений. Новый антифриз не образует защитного слоя по всей системе охлаждения, поэтому поверхность узлов и деталей остается чистой. Карбоксилатные ингибиторы концентрируются лишь там, где есть опасность возникновения коррозии, но даже в этом случае толщина защитного слоя не будет превышать 50 Ангстрем (напомним: против 1000 у силикатных ингибиторов). Нельзя не сказать и еще об одном достоинстве нового продукта: он обладает термо-окислительной стабильностью в течение всего срока эксплуатации и не разрушает материалы уплотнений.

Несмотря на все преимущества нового антифриза с карбоксилатными ингибиторами коррозии, у него есть один существенный недостаток — он не совместим с антифризом на основе силикатных ан-тикоррозионных присадок. К сожалению, отличить на взгляд один тип антифриза от другого типа практически невозможно. Специальных классификаций по цвету не существует. Поэтому для опре-деления требуемого антифриза нужно руководствоваться предписанием автопроизводителя.

Красители, которые применяют для окрашивания антифризов, выбираются производителями, как правило, произвольно. Один производитель может использовать разные красители для разных марок антифризов.

Цвет некоторых импортных антифризов не следует воспринимать как принадлежность к особой группе охлаждающих жидкостей. Это обозначение того, что препарат ядовит для человека.Наличие флуоресцентной добавки облегчает диагностику системы охлаждения с целью установления мест утечки охлаждающей жидкости.

Основной нормативный документ, регламентирующий состав и свойства абстрактной охлаждающей жидкости, — это ГОСТ 159-52, также на охлаждающие жидкости типа «Тосол» существует ГОСТ 28084-89. Этот же ГОСТ регламентирует марки металлов и сорта резин, рекомендуемые для использования в системах охлаждения двигателя автомобилей. Российские производители выпускают охлаждающие жидкости и по своим Техническим условиям (ТУ).

Импортные антифризы в основном соответствуют нормам ASTM ( Американская ассоциация по испытанию материалов — общегосударственная система стандартов США ) и SAE (Общество инженеров-производителей). Они регламентируют свойства антифризов, исходя из основы и условий эксплуатации. Например, этиленгликолевых антифризов:

  • ASTM D3306 и ASTM D4656 – для легковых автомобилей и малых грузовиков;
  • ASTM D4985 и ASTM D5345 — для двигателей, работающих в тяжелых условиях.

Кроме общих стандартов, многие производители автомобилей применяют свои спецификации с дополнительными требованиями. Например, нормы GENERAL MOTORS USA – Antifreeze Concentrate GM 1899-M, GM 6038-M или система нормативов G — концерна Volkswagen (G-12, G-11).

Охлаждающие жидкости выпускаются как в виде концентратов, так и в виде готовых продуктов.

Полезная информация о смазочных материалах

В системах охлаждения тепловых двигателей и устройств преобразования или передачи крутящего момента, в противопожарных трубопроводах неотапливаемых помещений, в заводских холодильных линиях, в качестве рабочих жидкостей используются водные растворы спиртов – этилового, метилового, изопропилового, этиленгликолевого, полипропиленгликолевого, глицерина, а также водные растворы неорганических солей (хлористого кальция и натрия), также используют в качестве антифризов узкую керосиновую фракцию (205 ¸ 260 ° С) с полностью удаленными ароматическими углеводородами и серой. Наилучшими из антифризов являются этиленгликолевые охлаждающие жидкости, в связи с этим подавляющее большинство отечественных и импортных низкозамерзающих жидкостей для автомобильных двигателей изготавливается на основе этиленгликоля. Водно-гликолевая смесь успешно решает следующие задачи:
  • полностью исключает замораживание системы охлаждения автомобиля при длительной стоянке на холоде,
  • обеспечивает устойчивый теплоперенос от нагретых узлов двигателя к радиатору,
  • поддержание высокой температуры кипения и низкой испаряемости в процессе эксплуатации, а также предотвращает образование паровых пробок,
  • защищает от коррозии, грязевых пробок и отложений, ухудшающих теплоотвод от внутренних полостей, трубопроводы и агрегаты охлаждающей системы,
  • осуществляет смазку подшипников водяного насоса, предотвращает преждевременный износ,
Главным недостатком водно-гликолевой смеси является высокая коррозионная активность по отношению к металлам.
Другой значительный недостаток водно-гликолевых смесей в том, что они имеют меньшую теплоемкость и теплопроводность, чем просто дисциллированная вода. Например, теплоемкость воды при 20°С — 4,18, а чистого этиленгликоля — 2,42 кДж/(кг*°С) . А коэфицент теплопроводности: воды — 2,18, чистого этиленгликоля — 0,96 кДж/(ч*м*°С).  Это приводит к тому, что чем больше массовая доля этиленгликоля, тем хуже осуществляется теплоперенос. Зато использование этиленгликолевых растворов позволяет существенно понизить температуру замерзания, в чем, собственно и заключается основной смысл использования антифризов
Для решения этих и других проблем в водно-гликолевую смесь вводят дополнительные присадки, такие как:
  • антиокислительные, ингибиторы коррозии,
  • противоизносные,
  • смазывающие,
  • вещества, препятствующие проглатыванию (битрекс),
  • красители, в том числе флюоресцирующие.
В СССР выпускались и выпускаются до сегодняшнего дня антифризы двух марок — 40 и 65, в соответствии с ГОСТ 159-52 г.

Показатель по ТУ 6-57-95-96

Тосол-А 40М

Плотность при 20°С, г/см3

1,078¸1,085

Температура начала кристаллизации, °С

не выше -40

Температура кипения при давлении 760 мм рт. ст., °С.

Не ниже 108

Показатель рН, при 20°С.

7,5 — 8,5

Щелочность, см3

не менее 10

Объем пены через 5 мин., см3.

Не более 30

Время исчезновения пены, с

Не более 3

Набухание резины при 100°С в течение 2 ч, % от объема, марки 7-57-5006,

Марки 57-7011

не более 5

Коррозионное воздействие на медь М 1

не более 8

Коррозионное воздействие на припой ПОС-35

не более 12

Коррозионное воздействие на латунь Л63

не более 8

Коррозионное воздействие на чугун СЧ20

не более 9

Коррозионное воздействие на алюминий АК-6М2

не более 19

Коррозионное воздействие на алюминий АЛ 9

не более 9*

Сталь 20

не более 2*

* — не оговорено в Технических условиях на Тосол.

Торговые марки антифризов Тосол-АМ (концентрат), Тосол-А40М, Тосол-А65М были разработаны гораздо позже — в начале 70-х годов, с ориентацией на использование в системах охлаждения автомобилей производства ВАЗ и имеют в своей основе этиленгликоль. Первоначально слово ТОСОЛ — означало торговую марку, образованную как абревиатура от словосочетания «Технология Органического Синтеза» и химического термина «ОЛ» (окончание «ОЛ» химики добавляют к названию вещества, чтобы обозначить спирт. Как, например, метанОЛ, этанОЛ, т.к этиленгликоль как химическое вещество относиться к классу двухатомных спиртов). С течением времени, слово ТОСОЛ из торговой марки было превращено автолюбителями Советского Союза в обозначение всех охлаждающих жидкостей для автомобилей (также, как когда-то давно торговая марка «Керосин» превратилась в слово, обозначающее определенный вид топлива). Сейчас с открытием и развитием рынков быстро идет процесс дифференциации охлаждающих жидкостей.
Раствор этиленгликоля — является сильнодействующим пищевым ядом. По характеру воздействия на человека, вызывает симптомы, схожие с алкогольным отравлением. Но при этом 90 грамм концентрата являются смертельной дозой для среднего мужчины.
Ни одна из охлаждающих жидкостей марки Тосол не рассчитана на работу в системах охлаждения, имеющих алюминиевый радиатор. Владельцам таких машин имеет смысл использовать исключительно те виды антифризов, которые указаны в их сервисных книжках. Или применять антифризы, имеющиее допуск производителя двигателя. Традиционные антифризы имеют зеленый, красный или оранжевый (желтый) окрас, тогда как тосолы — ярко-голубой.
В среднем срок службы антифризов в системе охлаждения — 2 года. Отечественные и импортные антифризы, выполненные на основе этиленгликоля, в принципе, смешиваются между собой в любых пропорциях. Проблемы могут вызвать несовместимые пакеты присадок. Антикоррозионные присадки, использующиеся в антифризах могут реагировать друг с другом или  с отложениями накипи, образующихся на внутренних стенках охлаждающей системы, что резко сокращает срок службы свежезалитого антифриза. В связи с этим, при переходе с воды на антифриз или с менее качественного антифриза на более качественный, целесообразно промыть систему специальной промывочной жидкостью (антинакипином). Антифризы на гликолевой основе обладают высокой текучестью, что накладывает повышенные требования на герметичность соединений и патрубков в системе охлаждения, а также имеют большой коэффициент объемного теплового расширения, в связи с этим не следует систему охлаждения заполнять под пробку, а предпочтительно поддерживать уровень охлаждающей жидкости в соответствии с рекомендациями завода-изготовителя.

Объемные свойства смесей вода-этиленгликоль в интервале температур 278–333,15 К при атмосферном давлении

  • 1.

    Губская, А.В. and Kusalik, P.G., J. Phys. Chem., А , 2004, т. 108, стр. 7151.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 2.

    Губская, А.В. and Kusalik, P.G., J. Phys. Chem., А , 2004, т. 108, стр. 7165.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 3.

    Matsugami, M., Takamuku, T., Otomo, T., and Yamaguchi, T., J. Phys. Chem., B , 2006, т. 110, стр. 12372.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 4.

    Бако И., Грос Т., Палинкаса Г. и Беллиссент-Фунель М.С., J. Chem. Phys. , 2003, т. 118, вып. 7, стр. 3215.

    Статья

    Google ученый

  • 5.

    Бозе, Р. и Вайс, Х.-C., Acta Crystallogr., C: Cryst. Struct. Commun. , 1998, т. 54, стр. 24.

    Google ученый

  • 6.

    Родникова М.Н., Чумаевский Н.А., Троицкий В.М., Каюмова Д.Б. Физ. Хим. , 2006, т. 80, нет. 5, стр. 826.

    CAS

    Google ученый

  • 7.

    Garawi, M. and Dore, J.C., Champeney, D.C., Mol. Phys. , 1987, т.62, стр. 475.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 8.

    Saiz, L., Padro, J.A., and Gardia, E., J. Chem. Phys. , 2001, т. 114, нет. 7, стр. 3187.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 9.

    Новиков А.Г., Родникова М.Н., Соболев О.В. // Физика . 350, стр. 363.

    Статья

    Google ученый

  • 10.

    Харитонов Ю.Я., Хошабова Е.Г., Роднкова М.Н., Дудникова К.Т., Разумова А.Б., Докл. Акад. АН СССР , 1989, т. 304, нет. 4, стр. 917.

    CAS

    Google ученый

  • 11.

    Bultinck, P., Goeminne, A., and Van de Vondel, D., J. Mol. Struct. (ТЕОХИМА) , 1995, т. 357, стр. 19.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 12.

    Чанг, Ю.-П., Су, Т.-М., Т.-В. Li, and Chao I., J. Phys. Chem., А , 1997, т. 101, стр. 6107.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 13.

    Murthy, S.S.N., J. Phys. Chem., B , 1997, т. 101, стр. 6043.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 14.

    Обермайер, Э., Фишер, С., и Боне, Д., Бер. Bunsenges. Phys. Chem. , 1985, с.805.

  • 15.

    Bohne, D., Fischer, S., and Obermeier, E., Ber. Bunsenges. Phys. Chem. , 1984, т. 88, стр. 739.

    CAS

    Google ученый

  • 16.

    Рэй А. и Немети Г., J. Chem. Англ. Данные , 1973, т. 18, стр. 309.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 17.

    Morenas, M. and Douheret, G., Thermochim. Acta , 1978, т.25, стр. 217.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 18.

    Hout, J.-Y., Battistel, E., Lumry, R., Villeneuve, G., Lavalle, J.-F., Anusiem, A., and Jolicoeur, CA, J. Solution Chem. , 1988, т. 17, стр. 601.

    Статья

    Google ученый

  • 19.

    Lee, H., Hong, W.-H., and Kim, H., J. Chem. Англ. Данные , 1990, т. 35, стр. 371.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 20.

    Мюллер, Э.А. and Rasmussen, P., J. Chem. Англ. Данные , 1991, т. 36, стр. 214.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 21.

    Tsierkezos, N.G., и Molinou, I.E., J. Chem. Англ. Данные , 1998, т. 43, стр. 989.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 22.

    Сакураи, М., J. Chem. Англ. Данные , 1991, т. 36, стр. 424.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 23.

    Гейер, Х., Ульбиг, П., и Горнерт, М., J. Chem. Термодин. , 2000, т. 32, стр. 1585.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 24.

    Sun T. and Teja A.S., J. Chem. Англ. Данные , 2003, т. 48, стр. 198.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 25.

    Afzal, W., Mohammadi, A.H., and Richon, D., J. Chem. Англ. Данные , 2009, т.54, нет. 4, стр. 1254.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 26.

    Kushare, S.K., Dagade, D.H., and Patil, K.J., J. Chem. Термодин. , 2008, т. 40, стр. 78.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 27.

    Yang, C., Ma, P., Jing, F., and Tang, D., J. Chem. Англ. Данные , 2003, т. 48, стр. 836.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 28.

    Риддик, Дж. А. and Bunger, W.B., Organic Solvents , New York: Wiley, 1970.

    .
    Google ученый

  • 29.

    Сикора, А., Собрать. Чешский. Chem. Commun. , 1985, т. 50, стр. 2146.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 30.

    Ray, A. and Nemethy, G., J. Chem. Англ. Данные , 1973, т. 18, стр. 229.

    Статья

    Google ученый

  • 31.

    Zorebski, E. and Waligura, A., J. Chem. Англ. Данные , 2008, т. 53, стр. 591.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 32.

    Азизиан С. и Башавард Н., J. Colloid Interface Sci. , 2005, т. 282, стр. 428.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 33.

    Hyncica, P., Hntdkovskyr, L., and Cibulka, I., J. Chem. Термодин., 2006, т. 38, стр. 801.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 34.

    Origlia-Luster, M.L., Patterson, B.A., and Wooley, E.M., J. Chem. Термодин. , 2002, т. 34, стр. 511.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 35.

    Афанасьев В.Н., Каюмова Д.Б., Чекунова М.Д., Родникова М.Н., Журн. Физ. Хим. , 2005, т. 79, нет.6, стр. 1137.

    Google ученый

  • 36.

    Wurzburger, S., Sartorio, R., Elia, V., and Cascella, C., J. Chem. Soc., Faraday Trans. , 1990, т. 86, стр. 3891.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 37.

    Lepori, L. and Mollica, V., J. Polym. Sci: Polym. Phys. Выпуск , 1978 г., т. 16, стр. 1123.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 38.

    Кабани С., Джанни П., Моллика В. и Лепори Л., J. Solution Chem. , 1981, т. 10, стр. 563.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 39.

    Jolicoeur, C. and Lacroix, G., Canad., J. Chem. , 1976, т. 54, стр. 624.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 40.

    Накадзима Т., Комацу Т. и Накагава Т., Bull. Chem.Soc. Япония , 1975, т. 48, стр. 783.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 41.

    Харада, С., Накадзима, Т., Комацу, Т., и Накагава, Т., J. Solution Chem. , 1978, т. 7, стр. 463.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 42.

    Вода: структура, состояние, сольватация. Вода: состав, состояние, свойства. Достижения последних лет .Прогресс последних лет / Под ред. Кутепова А.М. М .: Наука, 2003.

    .
    Google ученый

  • 43.

    Зацепина Г.Н., Физические свойства и структура воды. М .: Моск. Гос. Ун-та, 1998.

    Google ученый

  • 44.

    Егоров Г.И. and Kolker, A.M., J. Mol. Liq. , 2003, т. 106, ном. 2–3, с. 239.

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 45.

    Егоров Г.И. и Колкер А.М., Ж. Физ. Хим. , 2008, т. 82, нет. 12, стр. 2285.

    Google ученый

  • 46.

    Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Д. и Тупс Э. Органические растворители , М .: Иностранная литература, 1958.

    Google ученый

  • Объемные свойства водных растворов этиленгликолей в интервале температур 293.15–318,15 К

    Плотности водных растворов этиленгликоля (ЭГ), диэтиленгликоля (ДЭГ) и триэтиленгликоля (ТЭГ) были измерены при температурах от 293,15 до 318,15 К и молях от 0,0488 до 0,5288 моль · кг — 1 . Объемы всех исследованных растворов при определенной температуре линейно зависели от моляльности растворенного вещества; по этой зависимости были определены парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении для всех растворенных веществ. Было обнаружено, что парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении не зависят от концентрации и немного увеличиваются с повышением температуры.Парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении или предельные кажущиеся молярные объемы этиленгликолей были подогнаны к линейному уравнению с числом оксиэтиленовых групп () в молекуле растворенного вещества. Из этого уравнения был получен постоянный вклад концевой () и () групп в объемные свойства. Коэффициент теплового расширения () для всех исследованных растворов был рассчитан при температурах от 293,15 до 318,15 К. Коэффициенты теплового расширения для всех растворенных веществ увеличиваются с увеличением температуры и моляльности.Значения () были выше, чем значение коэффициента теплового расширения чистой воды.

    1. Введение

    Эффекты смешивания для тысяч химических соединений и их смесей, используемых в промышленности, довольно трудно узнать; следовательно, очень важно знать термодинамические свойства, такие как плотности, а также избыточные молярные объемы, парциальные молярные объемы и кажущиеся молярные объемы органических смесей при различных температурах. Сольватация растворенного вещества в определенном растворителе и различные типы взаимодействий, взаимодействия растворенное вещество-растворитель и растворитель-растворитель, имеют большое значение в физической химии [1].

    Анализ многокомпонентных жидких смесей с точки зрения мольной доли или моляльности, а также их термодинамических и объемных свойств важен для проектирования промышленных процессов. Эти свойства также важны при поиске моделей, способных коррелировать молекулярную структуру и макроскопические свойства жидкостей [2]. При образовании жидкой смеси происходят изменения взаимодействия молекул, и разница в упаковке компонентов становится очевидной. При наличии развитой сетки водородных связей хотя бы в одном из растворителей свойства смеси изменяются особым образом [3].

    Физические свойства жидких смесей очень важны для понимания природы молекулярных взаимодействий между молекулами жидких смесей. Такие свойства жидких смесей полезны при проектировании различного транспортного и технологического оборудования в химической промышленности [4].

    Амфифильная молекула обладает одновременно полярной и неполярной группой. В водных растворах эти молекулы могут самоассоциироваться в агрегаты, называемые мицеллами [5], где контакт между водой и углеводородом значительно снижен, в то время как полярные группы поддерживают гидратацию.В этом процессе основные вклады в свободную энергию вносят устранение неблагоприятных контактов углеводород-вода, взаимодействия головной группы и межагрегатные взаимодействия [6, 7].

    Гидратационные свойства растворенных веществ, то есть органических молекул и биомолекул в водных смесях, как правило, сложным образом отражают комбинированный эффект различных гетерогенных взаимодействий вокруг растворенного вещества. Гидрофильная и гидрофобная гидратация и взаимодействие являются центральными темами химии и физики жидкого состояния.Взаимодействие гидрофильных и гидрофобных эффектов друг с другом приводит к деструктивному или, при определенных условиях, кооперативному взаимодействию [8].

    Этиленгликоли представляют собой очень интересные растворители из-за присутствия окси- и гидроксильных групп в одной и той же молекуле. Благодаря этому наблюдается образование внутри- и межмолекулярных водородных связей между группами –O– и –OH одной или разных молекул этиленгликолей [9]. Несмотря на их интересные характеристики и промышленное значение, термодинамические свойства смесей, содержащих этиленгликоли, изучены недостаточно [10].

    В данной работе мы сообщаем о плотности бинарных смесей, содержащих этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ) с водой при температурах от 298,15 до 318,15 К. Значения плотностей коррелируют с температура и моляльность. По экспериментальным данным рассчитаны парциальные мольные объемы и коэффициенты теплового расширения.

    2. Экспериментальная
    2.1. Химические вещества

    Все использованные растворители были аналитической чистоты и приобретены у Fluka AG.Были измерены плотности и показатели преломления чистых жидкостей, и результаты приведены в таблице 1 вместе с литературными данными для сравнения. Эти жидкости выдерживали над свежеактивированными молекулярными ситами типа 4.A (Union Carbide) в течение нескольких дней перед использованием для уменьшения содержания воды. В таблице 1 приведены некоторые химические и физические свойства всех химикатов, использованных в этом исследовании.

    (стандартная погрешность) 0,01 = 2,0 × 10 −5 г · см −3 , и () = 2,0 × 10 −4 .

    Материал Молярная масса (гмоль -1 ) Чистота% (гсм -1 ) Лит. Ссылка Exp. Лит. Каталожный номер

    EG 62,07> 99 1,1063 1,1061 [19] 1,4303 9044 9044 9044 9044 EG> 99 1,1128 1,1129 [12] 1.4472 1.4467 [20]
    TEG 150.18> 99 1.1195 1.1195 [21] 1.4562 1.4561 [22]

    2.2. Приготовление растворов

    Все растворы были приготовлены растворением соответствующего количества (по массе) каждого растворенного вещества в деионизированной дистиллированной воде.Растворы различной моляльности от 0,0466 до 0,5297 моль · кг -1 для каждого растворенного вещества были приготовлены в мерной колбе размером 25 см 3 с использованием цифровых весов (Sartorius BL210 S) с точностью до ± 0,0001 г. Все растворы оставляли по крайней мере на 24 часа перед измерениями для достижения равновесия. Плотности, и показатели преломления чистых жидкостей сравниваются с литературными данными (таблица 1).

    2.3. Измерения плотности

    Цифровой денситометр Anton Paar (модель DMA 60/601) использовался для определения плотности чистых жидких компонентов и бинарных смесей.Измерения плотности основаны на изменении собственной частоты трубчатого генератора, заполненного жидкостью пробы, по отношению к воздуху. Измерительная ячейка выполнена в отдельном корпусе, укомплектованном противовесом осциллятора и разъемами термостата. Генератор или пробоотборная трубка, изготовленная из боросиликатного стекла, вплавлена ​​в стеклянный цилиндр с двойными стенками, что позволяет контролировать температуру путем циркуляции воды из контура с постоянной температурой. Температура водного тракта поддерживалась постоянной с точностью до 0.01 K с цифровым термостатом Haake. Точность измерения плотности оценивается лучше, чем 10 −4 (г · см −3 ).

    3. Результаты и обсуждение
    3.1. Плотность

    Экспериментально измеренные плотности бинарных смесей (вода + этиленгликоли) при 293,15, 298,15, 303,15, 308,15, 313,15 и 318,15 К приведены в таблице 2. Полученные результаты плотностей всех бинарных смесей представлены как функция моляльности раствора (м / моль · кг -1 ), (Рисунок 1).Значения плотности водных растворов этиленгликолей при разных температурах хорошо согласуются с данными, опубликованными Sun и Teja [11] и Müller и Rasmussen [12].

    ) = 2,0 × 10 −5 г · см −3 .


    (г · см −3 )
    (моль / кг) 293,15 K 298,15 K 30322

    318,15 К

    EG
    0.0000 0,99823 0,99708 0,99561 0,99400 0,99222 0,99022
    0,0488 0,99838 0,99716 0,99577 0,99419 0,99240 0,99033
    0,0982 0,99890 0,99760 0,99601 0,99451 0,99278 0,99090
    0,1561 0,99923 0.99 780 0,99640 0,99497 0,99312 0,99114
    0,2365 0,99965 0,99840 0,99698 0,99541 0,99361 0,99138
    0,2726 0,99989 0,99876 0,99730 0,99575 0,99399 0,99186
    0,3143 1.00031 0,99906 0.99752 0,99601 0,99425 0,99228
    0,3796 1,00075 0,99945 0,99798 0,99640 0,99473 0,99260
    0,4268 1,00103 0,99977 0,99830 0,99676 0,99495 0,99302
    0,5201 1,00163 1.00041 0,99894 0.99740 0,99553 0,99351

    ДЭГ
    0,0000 0,99823 0,99708 0,99561 0,99400 0,99222 0,99022
    0,0517 0,99893 0,99764 0,99604 0,99481 0,99294 0,99075
    0,1112 0,99998 0.99885 0,99736 0,99559 0,99366 0,99159
    0,1505 1,00050 0,99939 0,99805 0,99638 0,99435 0,99294
    0,1965 1,00110 0,99979 0,99843 0,99660 0,99521 0,99340
    0,2618 1,00199 1.00080 0.99 929 0,99730 0,99577 0,99399
    0,3103 1,00247 1,00160 0,99981 0,99799 0,99612 0,99441
    0,3472 1,00295 1,00184 1,00012 0,99843 0,99658 0,99477
    0,4235 1,00410 1,00293 1,00128 0.+99992 0,99774 0,99579
    0,4602 1,00484 1,00353 1,00221 1,00060 0,99893 0,99666
    0,5017 1,00550 1,00432 1,00285 1,00128 0,99941 0,99732

    TEG
    0,0000 0,99823 0.99717 0,99587 0,99392 0,99187 0,99002
    0,0538 0,99943 0,99828 0,99697 0,99496 0,99269 0,99108
    0,0994 1,00069 0,99971 0,99824 0,99645 0,99452 0,99271
    0,1543 1,00158 1.00077 0.99935 0,99742 0,99549 0,99396
    0,2001 1,00272 1,00140 1,00005 0,99834 0,99653 0,99416
    0,2552 1,00403 1,00283 1,00128 0,99945 0,99764 0,99585
    0,3192 1,00494 1,00389 1,00285 1.00092 0,99913 0,99752
    0,3686 1,00564 1,00512 1,00341 1,00178 0,99977 0,99818
    0,4366 1,00743 1,00630 1,00498 1,00319 1,00128 0,99915
    0,4804 1,00878 1,00743 1,00586 1,00401 1.00192 0,99993
    0,5288 1,00942 1,00801 1,00667 1,00484 1,00293 1,00484 1,00293 1 00092

    Экспериментальные плотности для различных бинарных смесей в исследованных диапазонах моляльности подчиняются уравнению типа [13]

    Коэффициенты, и для графиков () по сравнению с () показаны в таблице 3 вместе со стандартным отклонением, определяемым формулой

    где () и () — наблюдаемые и расчетные значения плотности соответственно, — количество экспериментальных точек, — количество коэффициентов в (1).Установленные значения константы () в (1) хорошо сравниваются со средней плотностью воды для различных определений плотности воды, полученных в ходе серии экспериментов, выполненных для каждого растворенного вещества при каждой температуре.

    9039 9040

  • 9022 0,0070







  • 0,0001


    Температура 293,15 K 298,15 K 303,15 K 308,15 K 313,15 K 308,15 K 313,15 K
    0.99820 0,99705 0,99558 0,99397 0,99214 0,99016
    0,0060 0,0037 0,0042 0,0055 0,0042 0,0055 0,0034 0,0001 0,0008
    0,0001 0,0004 0,0003 0.0002 0,0001 0,0001

    ДЭГ
    0,99832 0,99708 0,99565 0,99423 0,99236 0,99022
    0,0134 0,0143 0,0134 0,0105 0,0115 0,0148
    0,0013 -0,0004 0,0012 0.0067 0,0047 −0,0024
    0,0001 0,0002 0,0003 0,0002 0,0003 0,0003
    0,99589 0,99391 0,99176 0,99009
    0,0213 0,0228 0,0223 0.0234 0,0253 0,0257
    −0,0006 −0,0042 −0,0034 −0,0051 −0,0083 −0,00403 0,0003 0,0003

    3.2. Парциальные молярные объемы

    Объемы исследуемых растворов, содержащие моль растворенного вещества на килограмм растворителя, рассчитывались по [14]

    где — молекулярная масса растворенного вещества, а () — плотность раствора.Значения () для исследуемых растворов увеличиваются с увеличением концентрации. На рисунке 2 показаны графики зависимости () от () для всех исследованных растворенных веществ. Мы можем разумно предположить, что для систем вода + ЭГ происходит «замещающее» смешение, которое постепенно трансформируется в «интерстициальную» аккомодацию из-за возможного заполнения полости углеводородной цепью, причем полярный характер второй (ОН) группы постепенно уменьшается. важный. Усиление структуры воды становится все более важным от систем вода + ЭГ к системам вода + ТЭГ.

    Концентрационная зависимость может быть описана [15]

    где (), (г · см −3 ) — плотность чистого растворителя, (см 3 · моль −1 ) — парциальный молярный объем растворенного вещества при бесконечном разбавлении, и,, и т. д. являются вириальными коэффициентами согласно теории раствора Макмиллана-Майера [16] и представляют вклад в избыточные термодинамические свойства парных, триплетных и более высоких агрегатов.

    Для исследуемых растворов было обнаружено, что объемы раствора при определенной температуре для каждого растворенного вещества линейно зависят от концентрации растворенного вещества; т.е. соотношение (4) сводится к

    Из этого соотношения парциальный молярный объем при бесконечном разбавлении () для каждого растворенного вещества при определенной температуре может быть определен из графиков () как функция моляльности () (Рисунок 2).Значения () вместе со стандартными ошибками приведены в таблице 4. Значения () не зависят от концентрации и немного увеличиваются с увеличением температуры.

    304022 K

    9022 9022

    9022 9022

    9022 9022 9040


    (см 3 моль −1 )
    Температура 293,15 K 298,15 K 303 318,15 K

    EG
    DEG

    Парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении или предельные кажущиеся молярные объемы олигомеров EG можно описать линейными уравнениями:

    где — количество оксиэтиленовых (CH 2 CH 2 O) групп в молекуле.Эти уравнения показывают постоянный вклад оксиэтиленовой (CH 2 CH 2 O) группы и концевой (OH) группы в объемные свойства. Линейность () с молекулярной массой, а затем и с молекулярной массой, типична для стержнеобразных молекул, и, с другой стороны, разумно предположить такую ​​форму для первых молекул олигомера. Значение объемного вклада для этоксильной группы в диапазоне от 36,34 до 36,87 см 3 · моль -1 находится в хорошем соответствии со значением, сообщенным Vergara et al.[17] (37,18 см 3 · моль −1 ) или значение, указанное Киринчичем и Клофутаром [18] (36,9 см 3 · моль −1 ) или значение, полученное из теории группового вклада (36,1 см 3 · моль -1 ). Кроме того, это значение увеличивается с повышением температуры, что свидетельствует о том, что вклад оксиэтиленовой группы увеличивается с увеличением температуры. Среднее значение вклада гидроксильных групп составляет 18,88 см 3 · моль -1 , что сопоставимо с литературным значением (17.54 см 3 · моль -1 ) [17].

    Парциальные молекулярные объемы при бесконечном разбавлении (см 3 · молекула −1 ) для исследуемых жидких растворенных веществ при 298,15 К были рассчитаны по формуле:

    где — постоянная Авогадро. Молекулярные объемы чистых жидких растворенных веществ (см 3 · молекула -1 ) при 298,15 К были рассчитаны по формуле

    где () — плотность чистого растворенного вещества. Сравнение парциальных молекулярных объемов при бесконечном разбавлении () для всех растворенных веществ с их молекулярными объемами () показывает, что первые меньше, чем вторые.Значения и вместе со значениями их отношения () приведены в таблице 5. Значения парциальных избыточных молекулярных объемов рассчитывались из

    Эти значения, которые характеризуют изменения объема, связанные с переносом одной молекулы растворенного вещества из чистого растворенного вещества в раствор при бесконечном разбавлении, являются отрицательными по величине с увеличением количества оксиэтиленовых единиц и уменьшаются с увеличением температуры.

    9037 9037 9037

    9037 9037 9037

    9037 9044 молекула −1

    −1

    . Коэффициенты теплового расширения

    Парциальные мольные объемы при бесконечном разбавлении для всех исследованных водных растворов, перечисленных в таблице 4, слабо зависят от температуры. Из рисунка 3 видно, что графики зависимости () от линейны, поэтому его можно описать как

    где и — эмпирические константы, — абсолютная температура; K. Коэффициенты и, определенные методом наименьших квадратов, приведены в таблице 6.


    Температура / K 293.15 298,15 303,15 308,15 313,15 318,15

    EG
    EG
    × 10 23 9 3 9.2112 9.2212 9.2444 9.2693
    × 10 23 см 3 молекула −1 9.3227 9.3168 9,3109 9,3051 9,2992 9,2933
    / 0,9848 0,9869 0,9893 0,9910 0,9848 0,9869 0,9893 0,9910 0,994 −1 −0,1414 −0,1222 −0,0997 −0,0839 −0,0548 −0,0240

    15.1993 15.2109 15.2491 15.2707 15.3155 15.3770
    × 10 23 см 3 молекула −1

    15.8085
    / 0,9583 0,9597 0,9627 0,9647 0,9682 0,9727
    × 10 24 6611 −0,6391 −0,5905 −0,5585 −0,5034 −0,4315

    TEG 9037 9037 9037 9037 9037

    21.2504 21.3218 21.3500 21.3816 21.4231 21.5128
    × 10 23 см 3 молекула −1


    22


    02765

    22.2610 22.2455 22.2300 22.2146
    / 0,9533 0,9571 0,9591 0,9612 0,9591 0,9612 904 904 −1 −1.0416 −0.9547 −0.9110 −0.8639 −0.8069 −0.7018

    4,4 9022 9022 9022 9022

    9022 128,28 9022


    Растворенное вещество () × 10 4 / K — 1

    EG 55.37 0,021 3,793 0,978
    DEG 91,64 0,042 4,583 0,953
    TEG

    Поскольку парциальные молярные объемы всех исследованных растворенных веществ в воде не зависят от концентрации и равны их объемам при бесконечном разбавлении, значения парциальной молярной расширяемости растворенного вещества () (см 3 · моль −1 · K −1 ) также не зависят от концентрации и равны своим значениям при бесконечном разбавлении ().

    Парциальная молярная расширяемость растворенного вещества при бесконечном разбавлении равна коэффициенту регрессии (10), а коэффициент теплового расширения растворенного вещества при бесконечном разбавлении () (K −1 ) определяется как [14]

    что равно отношению. Значения (), рассчитанные из (11), приведены в таблице 7. Значения () имеют тенденцию немного уменьшаться с повышением температуры. С другой стороны, коэффициент теплового расширения раствора (K −1 ) определяется как

    где — объем раствора, содержащий m моль растворенного вещества на килограмм растворителя.Таким образом, коэффициент теплового расширения исследуемых растворов рассчитывается по формуле

    где — коэффициент теплового расширения чистой воды.


    × 10 4 (K −1 )
    Раствор 293.15 K 298.153 303403 K 30322

    318,15 К

    EG 3.798 3,793 3,786 3,782 3,772 3,762
    DEG 4,589 4,585 4,574 4,567 4,4
    4,433 4,427 4,418 4,400

    Значения для всех исследованных растворов приведены в таблице 8.Коэффициенты теплового расширения для всех растворенных веществ увеличиваются с увеличением температуры и моляльности. Зависимость () от объемной доли растворенного вещества () показана на рисунке 4. Объемная доля использовалась вместо моляльности или мольной доли растворенного вещества, чтобы учесть влияние разницы в размерах молекул растворенного вещества и растворителя. Объемная доля растворенного вещества рассчитывалась из

    Из рисунка 4 видно, что зависимость () от () является линейной. Эту зависимость можно выразить в виде [14]

    03

    02


  • × 10 4 (K −1 )
    / (молькг −1 ) 293.15 К 298,15 К 303,15 К 308,15 К 313,15 К 318,15 К

    EG
    3,4464 3,8352 4,1974
    0,0488 0,0027 2,0709 2,5716 3,0278 3,4468 3.8345 +4,1953
    0,0982 0,0054 2,0759 2,5752 3,0296 3,4477 3,8345 4,1951
    0,1561 0,0085 2,0813 2,5786 3,0320 3,4490 3,8341 4,1931
    0,2365 0,0129 2,0885 2,5840 3,0354 3.4501 3,8336 4,1901
    0,2726 0,0148 2,0919 2,5867 3,0371 3,4511 3,8341 4,1902
    0,3143 0,0171 2,0960 2,5895 3,0387 3,4518 3,8339 4,1899
    0,3796 0,0205 2,1021 2,5937 3.0414 3,4528 3,8338 4,1879
    0,4268 0,0230 2,1063 2,5967 3,0433 3,4538 3,8334 4,1873
    0,5201 0,0279 2,1148 2,6028 3,0472 3,4556 3,8330 4,1847

    DEG
    0.0000 0,0000 2,0666 2,5690 3,0263 3,4464 3,8352 4,1974
    0,0517 0,0047
    0,1112 0,0101 2,0922 2,5896 3,0423 3,4576 3,8418 4,2000
    0.1505 0,0136 2,1010 2,5967 3,0481 3,4623 3,8449 4,2045
    0,1965 0,0176 2,1111 2,6042 3,0536 3,4654 3,8486 4,2052
    0,2618 0,0234 2,1255 2,6160 3,0623 3,4710 3,8514 4,2058
    0.3103 0,0276 2,1357 2,6248 3,0683 3,4758 3,8532 4,2062
    0,3472 0,0307 2,1436 2,6304 3,0726 3,4791 3,8553 4,2067
    0,4235 0,0372 2,1603 2,6437 3,0831 3,4880 3,8605 4,2090
    0.4602 0,0403 2,1686 2,6502 3,0892 3,4921 3,8654 4,2117
    0,5017 0,0438 2,1776 2,6578 3,0948 3,4965 3,8677 4,2133

    TEG
    0,0000 0,0000 2,0666 2,5690 3,0263 3.4464 3,8352 4,1974
    0,0538 0,0068 2,0829 2,5818 3,0365 3,4522 3,8365 9022 4,19 3,4597 3,8431 4.2015
    0,1543 0,0194 2,1127 2,6061 3.0548 +3,4657 3,8463 4,2033
    0,2001 0,0250 2,1264 2,6157 3,0618 3,4710 3,8498 4,2012
    0,2552 0,0316 2,1425 2,6289 3,0715 3,4774 3,8536 4,2049
    0,3192 0,0393 2,1598 2.6425 3,0830 3,4854 3,8587 4,2081
    0,3686 0,0451 2,1729 2,6540 3,0898 3,4906 3,8607 4,2079
    0,4366 0,0529 2,1926 2,6682 3,1015 3,4985 3,8659 4,2080
    0,4804 0,0579 2.2055 2,6783 3,1086 3,5033 3,8680 4,2087
    0,5288 0,0634 2,2179 2,6876 3,1159 3,5082 3,8715 4,2101

    Расчетные значения () приведены в таблице 9. Из рисунка 4 и таблицы 9 видно, что значения коэффициента теплового расширения исследуемых растворов выше, чем у чистого растворителя, за исключением случая этиленгликоля при более высоких температурах (313.15 и 318,15 K), где коэффициент теплового расширения раствора ниже, чем у чистого растворителя. Низкие значения ТЭГ могут свидетельствовать о наличии перепутывания цепи в спиральной структуре [17].

    904 904

  • 9022 1.000

  • Растворенное вещество 293,15 K 298,15 K 303,15 K 308,15 K 313,15 K 318 904 .20 122,48 76,06 33,61 −6,31 −43,62
    1.000 1.000 0,999 0,997 0,997 0,997 252,17 201,55 154,80 112,05 72,00 33,94
    1.000 1.000 1.000 0,999 0,997 0,984

    TEG 238.440 188.028 142.244 98.288 98.288 1.000 0,998 0,976

    4. Выводы

    Данные по плотности и молярным объемам в зависимости от температуры и моляльности измерены для водных растворов этиленгликоля для водных растворов этиленгликоля. и триэтиленгликоль.Эти данные были использованы для определения парциального молярного объема при бесконечном разбавлении (). Было обнаружено, что значения несколько увеличиваются с повышением температуры. Эти значения коррелируют с количеством оксиэтиленовых (CH 2 CH 2 O) групп в молекуле (). Предполагалось, что постоянный вклад концевой (ОН) группы и группы (CH 2 CH 2 O) в объемные свойства этих смесей. Также были рассчитаны значения парциальных избыточных молекулярных объемов ().Эти значения отрицательны и увеличиваются по величине с увеличением количества оксиэтиленовых единиц и понижением температуры.

    Коэффициенты теплового расширения () для всех растворенных веществ увеличиваются с увеличением температуры и моляльности. Было обнаружено, что значения коэффициента теплового расширения исследуемых растворов выше, чем у чистого растворителя, за исключением случая этиленгликоля при более высоких температурах (313,15 и 318,15 К), где коэффициент теплового расширения раствора ниже что из чистого растворителя.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в отношении публикации данной статьи.

    (PDF) Объемные свойства смесей вода-этиленгликоль в интервале температур 278–333,15 К при атмосферном давлении

    ОБЪЕМНЫЕ СВОЙСТВА СМЕСЕЙ ВОДА – ЭТИЛЕНГЛИКОЛЬ

    РОССИЙСКИЙ ЖУРНАЛ ГЕНЕРАЛЬНОЙ ХИМИИ. 80 № 8 2010

    1585

    17. Morenas, M. и Douheret, G., Thermochim. Acta,

    1978, т. 25, стр. 217.

    18. Hout, J.-Y., Battistel, E., Lumry, R., Villeneuve, G.,

    Lavalle, J.-F., Anusiem, A., and Jolicoeur, CA,

    J. Solution Chem., 1988, т. 17, стр. 601.

    19. Lee, H., Hong, W.-H., and Kim, H., J. Chem. Англ.

    Данные, 1990, т. 35, стр. 371.

    20. Мюллер, Э.А. и Rasmussen, P., J. Chem. Англ. Данные,

    1991, т. 36, стр. 214.

    21.Tsierkezos, N.G., Molinou, I.E., J. Chem. Англ.

    Данные, 1998, т. 43, стр. 989.

    22. Sakurai, M., J. Chem. Англ. Данные, 1991, т. 36, стр. 424.

    23. Гейер, Х., Ульбиг, П., и Горнерт, М., J. Chem.

    Термодин., 2000, т. 32, стр. 1585.

    24. Sun, T., Teja, A.S., J. Chem. Англ. Данные, 2003,

    т. 48, стр. 198.

    25. Afzal, W., Mohammadi, A.H., and Richon, D., J. Chem.

    англ. Данные, 2009, т.54, нет. 4, стр. 1254.

    26. Kushare, S.K., Dagade, D.H., and Patil, K.J., J. Chem.

    Термодин., 2008, т. 40, стр. 78.

    27. Yang, C., Ma, P., Jing, F., and Tang, D., J. Chem. Англ.

    Данные, 2003, т. 48, стр. 836.

    28. Riddick, J.A. and Bunger, W.B., Organic Solvents, New

    York: Wiley, 1970.

    29. Sikora, A., Collect. Чешский. Chem. Commun., 1985,

    ,

    т. 50, стр. 2146.

    30. Рэй, А.and Nemethy, G., J. Chem. Англ. Данные, 1973,

    т. 18, стр. 229.

    31. Zorebski E., Waligura A., J. Chem. Англ. Данные,

    2008, т. 53, стр. 591.

    32. Азизиан С., Башавард Н., J. Colloid Interface Sci.,

    2005, vol. 282, стр. 428.

    33. Hyncica, P., Hntdkovskyr, L., and Cibulka, I., J. Chem.

    Термодин., 2006, т. 38, стр. 801.

    34. Ориглиа-Ластер, М.Л., Паттерсон, Б.А., и Вули, Э.М.,

    J. Chem. Термодин., 2002, т. 34, стр. 511.

    35. Афанасьев В.Н., Каюмова Д.Б., Чекунова М.Д.,

    , Родникова М.Н. // Журн. Физ. Хим., 2005, т. 79,

    нет. 6, стр. 1137.

    36. Wurzburger, S., Sartorio, R., Elia, V., and Cascella, C.,

    J. Chem. Soc., Faraday Trans., 1990, т. 86, стр. 3891.

    37. Lepori, L. и Mollica, V., J. Polym. Sci: Polym. Phys.

    Издание, 1978 г., т. 16, стр. 1123.

    38. Кабани С., Джанни П., Моллика В. и Лепори Л., J.

    Solution Chem., 1981, vol. 10, стр. 563.

    39. Jolicoeur, C. и Lacroix, G., Canad., J. Chem., 1976,

    vol. 54, стр. 624.

    40. Накадзима Т., Комацу Т. и Накагава Т., Bull.

    Chem. Soc. Япония, 1975, т. 48, стр. 783.

    41. Харада, С., Накадзима, Т., Комацу, Т., и Накагава, Т.,

    J. Solution Chem.,

    1978, vol. 7, стр.

    463.

    42. Вода: структура, состояние, сольватация. Достижения

    последних лет, Под ред. Кутепова А.М.,

    М .: Наука, 2003.

    43. Зацепина Г.Н., Физические свойства и структура воды.

    (Физические свойства и структура воды), Москва:

    Моск. Гос. Ун-та, 1998.

    44. Егоров Г.И. и Kolker, A.M., J. Mol. Liq., 2003,

    т.106, ном. 2–3, с. 239.

    45. Егоров Г.И. и Колкер А.М. // Журн. Физ. Хим., 2008,

    т. 82, нет. 12, стр. 2285.

    46. Вайсбергер А., Проскауэр Э., Риддик Д. и Тупс Э.

    Органические растворители, М .: Иностранная литература,

    1958.

    Объемные свойства водных растворов этиленгликоля в интервале температур 293,15–318,15 К Научно-исследовательская работа по теме «Химические науки»

    Hindawi Publishing Corporation

    ISRN Физическая химия

    Том 2014 г., идентификатор статьи 639813, 10 стр.

    http: // dx.doi.org/10.1155/2014/639813

    Исследовательская статья

    Объемные свойства водных растворов этиленгликолей в интервале температур 293,15-318,15 К

    Омер Эль-Амин Ахмед Адам, 1,2 Аммар Хани Аль-Дуджайли, 1 и Акл М. Аввад3

    1 Химический факультет Педагогического колледжа чистых наук / Ибн Аль-Хайтам, Багдадский университет, P.O. Box 4150, Багдад 10001, Ирак

    2 Химический факультет, Университет Кассала, П.O. Box 266, Кассала 31111, Судан

    3 Центр промышленной химии, Королевское научное общество, P.O. Box 1438, Al-Jubaiha 11941, Амман, Иордания

    Корреспонденция должна быть адресована Омеру Эль-Амину Ахмеду Адаму; [email protected] Поступило 18 ноября 2013 г .; Принято 24 декабря 2013 г .; Опубликовано 10 февраля 2014 г. Академические редакторы: М. Льюис и Р. Д. Парра

    Авторские права © 2014 Омер Эль-Амин Ахмед Адам и др. Это статья в открытом доступе, распространяемая под лицензией Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии правильного цитирования оригинальной работы.

    Плотность водных растворов этиленгликоля (ЭГ), диэтиленгликоля (ДЭГ) и триэтиленгликоля (ТЭГ) измеряли при температурах от 293,15 до 318,15 К и молярности от 0,0488 до 0,5288 моль-кг-1. Объемы всех исследованных растворов при определенной температуре линейно зависели от моляльности растворенного вещества; по этой зависимости были определены парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении для всех растворенных веществ. Было обнаружено, что парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении (V2O) не зависят от концентрации и немного увеличиваются с повышением температуры.Парциальные мольные объемы при бесконечном разбавлении (V2 0) или предельные кажущиеся молярные объемы этиленгликолей были подогнаны к линейному уравнению с числом оксиэтиленовых групп («) в молекуле растворенного вещества. Из этого уравнения был получен постоянный вклад концевой (ОН) и (Ch3Ch3O) групп в объемные свойства. Коэффициент теплового расширения (a1 2) для всех исследованных растворов был рассчитан при температурах от 293,15 до 318,15 К. Коэффициенты теплового расширения для всех растворенных веществ увеличиваются с увеличением температуры и моляльности.Значения (a1 2) были выше, чем значение коэффициента теплового расширения чистой воды.

    1. Введение

    Эффекты смешивания для тысяч химических соединений и их смесей, используемых в промышленности, довольно трудно узнать; следовательно, очень важно знать термодинамические свойства, такие как плотности, а также избыточные молярные объемы, VE, парциальные молярные объемы и кажущиеся молярные объемы органических смесей при различных температурах.Сольватация растворенного вещества в определенном растворителе и различные типы взаимодействий, взаимодействия растворенное вещество-растворитель и растворитель-растворитель, имеют большое значение в физической химии [1].

    Анализ многокомпонентных жидких смесей с точки зрения мольной доли или моляльности, а также их термодинамических и объемных свойств важен для проектирования промышленных процессов. Эти свойства также важны при поиске моделей, способных коррелировать молекулярную структуру и макроскопические свойства жидкостей [2].Во время жидкости

    При образовании смеси

    происходят изменения взаимодействия молекул, становится очевидным различие в упаковке компонентов. При наличии развитой сетки водородных связей хотя бы в одном из растворителей свойства смеси изменяются особым образом [3].

    Физические свойства жидких смесей очень важны для понимания природы молекулярных взаимодействий между молекулами жидких смесей. Такие свойства жидких смесей полезны при проектировании различного транспортного и технологического оборудования в химической промышленности [4].

    Амфифильная молекула обладает одновременно полярной и неполярной группой. В водных растворах эти молекулы могут самоассоциироваться в агрегаты, называемые мицеллами [5], где контакт между водой и углеводородом значительно снижен, в то время как полярные группы поддерживают гидратацию. В этом процессе основной вклад в свободную энергию вносит устранение неблагоприятных водно-углеводородных контактов,

    Таблица 1: Физические свойства чистых жидких компонентов при 298.15 Ка.

    Материал Молярная масса (г-моль ‘) Чистота% P (г-см’) nD

    Exp. Лит. Ссылка Exp. Лит. Номер ссылки

    EG 62.07> 99 1.1063 1.1061 [19] 1.4303 1.4304 [20]

    ° 106,12> 99 1,1128 1,1129 [12] 1,4472 1,4467 [20]

    ТЭГ 150,18> 99 1,1195 1,1195 [21] 1,4562 1,4561 [22]

    a Стандартные неопределенности u равны u (T) = 0,01 K, u (p) = 2,0 x 10 5 г-см 3 и u (nD) = 2.0 х 10 4.

    взаимодействия головной группы и межагрегатные взаимодействия [6, 7].

    Гидратационные свойства растворенных веществ, то есть органических молекул и биомолекул в водных смесях, как правило, сложным образом отражают комбинированный эффект различных гетерогенных взаимодействий вокруг растворенного вещества. Гидрофильная и гидрофобная гидратация и взаимодействие являются центральными темами химии и физики жидкого состояния. Взаимодействие гидрофильных и гидрофобных эффектов друг с другом приводит к деструктивному или, при определенных условиях, кооперативному взаимодействию [8].

    Этиленгликоли представляют собой очень интересные растворители из-за присутствия окси- и гидроксильных групп в одной и той же молекуле. Благодаря этому наблюдается образование внутри- и межмолекулярных водородных связей между группами -O- и -OH одной или разных молекул этиленгликолей [9]. Несмотря на их интересные характеристики и промышленное значение, термодинамические свойства смесей, содержащих этиленгликоли, изучены недостаточно [10].

    В данной работе мы сообщаем о плотности бинарных смесей, содержащих этиленгликоль (ЭГ), диэтиленгликоль (ДЭГ) и триэтиленгликоль (ТЭГ) с водой при температурах от 298,15 до 318,15 К. Значения плотностей коррелируют с температурой. и моляльность. По экспериментальным данным рассчитаны парциальные мольные объемы и коэффициенты теплового расширения.

    2. Экспериментальная

    2.1. Химикаты.Все использованные растворители были аналитической чистоты и были закуплены у Fluka AG. Были измерены плотности и показатели преломления чистых жидкостей, и результаты приведены в таблице 1 вместе с литературными данными для сравнения. Эти жидкости выдерживали над свежеактивированными молекулярными ситами типа 4.A (Union Carbide) в течение нескольких дней перед использованием для уменьшения содержания воды. В таблице 1 приведены некоторые химические и физические свойства всех химикатов, использованных в этом исследовании.

    2.2. Приготовление растворов. Все растворы были приготовлены растворением соответствующего количества (по массе) каждого растворенного вещества в деионизированной дистиллированной воде. Растворы различной молярности от 0,0466 до 0,5297 моль-кг-1 для каждого растворенного вещества были приготовлены в мерной колбе объемом 25 см3 с использованием цифровых весов (Sartorius BL210 S) с точностью до ± 0,0001 г. Все растворы оставляли по крайней мере на 24 часа перед измерениями для достижения равновесия. Плотности, p, и показатели преломления, nD,

    чистых жидкостей сравниваются с литературными данными (таблица 1).

    2.3. Измерения плотности. Цифровой денситометр Anton Paar (модель DMA 60/601) использовался для определения плотности чистых жидких компонентов и бинарных смесей. Измерения плотности основаны на изменении собственной частоты трубчатого генератора, заполненного жидкостью пробы, по отношению к воздуху. Измерительная ячейка выполнена в отдельном корпусе, укомплектованном противовесом осциллятора и разъемами термостата. Генератор или пробоотборная трубка, изготовленная из боросиликатного стекла, сплавлена ​​в стеклянный цилиндр с двойными стенками, что позволяет контролировать температуру путем циркуляции воды из контура с постоянной температурой.Температура водного тракта поддерживалась постоянной с точностью до 0,01 K с помощью цифрового термостата Haake. Точность измерения плотности оценивается лучше, чем 10-4 (г-см-3).

    3. Результаты и обсуждение

    3.1. Плотность. Экспериментально измеренные плотности бинарных смесей (вода + этиленгликоли) при 293,15, 298,15, 303,15, 308,15, 313,15 и 318,15 К приведены в таблице 2. Полученные результаты плотностей всех бинарных смесей представлены как функция от моляльность раствора (м / моль-кг-), (Рисунок 1).Значения плотности водных растворов этиленгликолей при различных температурах хорошо согласуются с данными, опубликованными Сан и Тейа [11] и Мюллером и Расмуссеном [12].

    Экспериментальные плотности для различных бинарных смесей в исследованных диапазонах моляльности подчиняются уравнению типа [13]

    р = а + bm + см2.

    Коэффициенты a, b и c для графиков (p) по сравнению с (m) показаны в таблице 3 вместе со стандартным отклонением a, определенным с помощью

    .

    1 (брелоки — PcaÙ N-P

    где (f> obs) и (/? Cal) — наблюдаемые и расчетные значения плотности соответственно, N — количество экспериментальных точек, а P — количество коэффициентов в (1).Установленные значения константы (а) в (1) хорошо сравниваются со средней плотностью воды для различных определений плотности воды, полученных в ходе серии экспериментов, выполненных для каждого растворенного вещества при каждой температуре.

    Таблица 2: Экспериментальные плотности p (г-см 3) для всех водных бинарных смесей при различных температурах.

    P (г-см)

    м (моль / кг) 293,15 K 298,15 K 303,15 K 308,1 K 313,15 K 318,15 K

    0.0000 0,99823 0,99708 0,99561 0,99400 0,99222 0,99022

    0,0488 0,99838 0,99716 0,99577 0,99419 0,99240 0,99033

    0,0982 0,99890 0,99760 0,99601 0,99451 0,99278 0,99090

    0,1561 0,99923 0,99780 0,99640 0,99497 0,99312 0,99114

    0,2365 0,99965 0,99840 0,99698 0,99541 0,99361 0,99138

    0,2726 0,99989 0,99876 0,99730 0,99575 0,99399 0,99186

    0.3143 1.00031 0.99906 0.99752 0.99601 0.99425 0.99228

    0,3796 1.00075 0,99945 0,99798 0,99640 0,99473 0,99260

    0,4268 1,00103 0,99977 0,99830 0,99676 0,99495 0,99302

    0,5201 1,00163 1,00041 0,99894 0,99740 0,99553 0,99351

    0,0000 0,99823 0,99708 0,99561 0,99400 0,99222 0,99022

    0,0517 0,99893 0,99764 0,99604 0,99481 0,99294 0,99075

    0.1112 0,99998 0,99885 0,99736 0,99559 0,99366 0,99159

    0,1505 1.00050 0,99939 0,99805 0,99638 0,99435 0,99294

    0,1965 1,00110 0,99979 0,99843 0,99660 0,99521 0,99340

    0,2618 1,00199 1.00080 0,99929 0,99730 0,99577 0,99399

    0,3103 1,00247 1,00160 0,99981 0,99799 0,99612 0,99441

    0,3472 1,00295 1,00184 1 00012 0,99843 0,99658 0,99477

    0.4235 1,00410 1,00293 1,00128 0,99992 0,99774 0,99579

    0,4602 1,00484 1,00353 1,00221 1,00060 0,99893 0,99666

    0,5017 1,00550 1,00432 1,00285 1,00128 0,99941 0,99732

    0,0000 0,99823 0,99717 0,99587 0,99392 0,99187 0,99002

    0,0538 0,99943 0,99828 0,99697 0,99496 0,99269 0,99108

    0,0994 1.00069 0,99971 0,99824 0,99645 0,99452 0,99271

    0.1543 1.00158 1.00077 0.99935 0.99742 0.99549 0.99396

    0.2001 1.00272 1.00140 1.00005 0.99834 0.99653 0.99416

    0,2552 1,00403 1,00283 1,00128 0,99945 0,99764 0,99585

    0,3192 1,00494 1,00389 1,00285 1,00092 0,99913 0,99752

    0,3686 1,00564 1,00512 1,00341 1,00178 0,99977 0,99818

    0,4366 1,00743 1,00630 1,00498 1,00319 1,00128 0,99915

    0.4804 1,00878 1,00743 1,00586 1,00401 1,00192 0,99993

    0.5288 1.00942 1.00801 1.00667 1.00484 1.00293 1.00092

    a Стандартные погрешности u: u (T) = 0,01 K, u (p) = 2,0 x 10-5 г-см-3.

    3.2. Частичные молярные объемы. Объемы исследуемых растворов V1> 2 (см3), содержащих m молей растворенного вещества на килограмм растворителя, были рассчитаны по [14]

    Вл, 2 =

    (1000 + мМ2

    где M2 (г — моль-1) — молекулярная масса растворенного вещества, а (p) — плотность раствора.Значения (V1> 2) для исследуемых растворов увеличиваются с увеличением концентрации. На рис. 2 показаны графики зависимости (V1> 2) от (m) для всех исследованных растворенных веществ. Можно разумно предположить, что для систем вода + ЭГ происходит «замещающее» смешение,

    , которые постепенно трансформируются в «интерстициальную» аккомодацию из-за возможного заполнения полости углеводородной цепью, причем полярный характер второй (ОН) группы становится все менее важным. Усиление структуры воды становится все более важным от систем вода + ЭГ к системам вода + ТЭГ.2,0м +] 22м2 + V222м3 + »

    где (Vj0 = 1000 / ff), ff (г-см 3) — плотность чистого растворителя, V20 (см3-моль-1) — парциальный молярный объем растворенного вещества при бесконечном разбавлении, а v22, v222 и и так далее — вириал

    Таблица 3: Параметры в (1), a / (г-см 3), fo / (г-см 3-моль · кг) и c / (г-см 3-моль 2-кг 2) для всех растворенных веществ вместе со значениями (ff).

    Температура 293,15 K 298,15 K 303,15 K 308,15 K 313,15 K 318,15 K

    а 0.99820 0,99705 0,99558 0,99397 0,99214 0,99016

    б 0,0060 0,0037 0,0042 0,0055 0,0065 0,0061

    в 0,0017 0,0087 0,0070 0,0034 0,0001 0,0008

    а 0,0001 0,0004 0,0003 0,0002 0,0001 0,0001

    а 0,99832 0,99708 0,99565 0,99423 0,99236 0,99022

    б 0,0134 0,0143 0,0134 0,0105 0,0115 0,0148

    в 0,0013 -0,0004 0,0012 0,0067 0,0047 -0,0024

    а 0.0001 0,0002 0,0003 0,0002 0,0003 0,0003

    а 0,99836 0,99721 0,99589 0,99391 0,99176 0,99009

    б 0,0213 0,0228 0,0223 0,0234 0,0253 0,0257

    с -0,0006 -0,0042 -0,0034 -0,0051 -0,0083 -0,0098

    а 0,0003 0,0002 0,0002 0,0001 0,0003 0,0003

    м (моль-кг 1) м (моль-кг 1)

    (а) (б)

    м (моль-кг 1) (в)

    Рисунок 1: Кривые плотность-концентрация водных растворов (а) ЭГ, (б) ДЭГ и (в) ТЭГ, при температурах, Т / К = 293.15, О; Т / К = 298,15, △; Т / К = 303,15, □; Т / К = 308,15, ▲; T / K = 313,15, 0; T / K = 318,15 K, •.

    0,00 0,10

    0,20 0,30 0,40 м (моль-кг-1)

    0,50 0,60

    0,00 0,10

    0,20 0,30 0,40 м (моль-кг-1)

    0,50 0,60

    0,00 0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,60 м (моль-кг-1)

    Рисунок 2: Объемы водных растворов, содержащих m моль растворенного вещества на кг растворителя: (a) EG, (b) DEG и (c) TEG, при температурах, T / K = 293.15, О; Т / К = 298,15, △; Т / К = 303,15, □; Т / К = 308,15, ▲; T / K = 313,15, 0; T / K = 318,15 K, •.

    согласно теории раствора Макмиллана-Майера [16] и представляют вклад в избыточные термодинамические свойства парных, триплетных и более высоких агрегатов.

    Для исследуемых растворов было обнаружено, что объемы раствора при определенной температуре для каждого растворенного вещества линейно зависят от концентрации растворенного вещества; то есть соотношение (4) сводится к

    Vu = VS0 + V2> o

    Из этого соотношения парциальный молярный объем при бесконечном разбавлении (V2> 0) для каждого растворенного вещества при определенной температуре может быть определен из графиков (V1> 2) как функции моляльности (m) (Рисунок 2).Значения (V2> 0) вместе со стандартными ошибками приведены в таблице 4. Значения (V2> 0) не зависят от концентрации и немного увеличиваются с увеличением температуры.

    Парциальные мольные объемы при бесконечном разбавлении или предельные кажущиеся молярные объемы олигомеров EG могут быть подобраны с помощью линейных уравнений:

    V2fi = 36,34 n + 18,92 (293,15 K), V2fi = 36,52 n + 18,76 (298,15 K), V2fi = 36,55 n + 18,86 (303,15 K), V2fi = 36,62 n + 18.85 (308,15 К), (6)

    V2fi = 36,67 n + 18,96 (313,15 К), V2fi = 36,87 n + 18,92 (318,15 К), (1

    где n — количество оксиэтиленовых (Ch3Ch3O) групп в молекуле. Эти уравнения определяют постоянный вклад

    Таблица 4: Парциальные мольные объемы при бесконечном разбавлении (V2 o) для всех водных бинарных смесей при различных температурах.

    V2, o (см3-моль-1)

    Температура_293.15 К_298.15 К_303.15 К_308.15 К_313.15 К_318.15 К

    ЭГ 55,29 ± 0,08 55,37 ± 0,10 55,47 ± 0,08 55,53 ± 0,06 55,67 ± 0,07 55,82 ± 0,14

    ГРАДУС 91,53 ± 0,15 91,60 ± 0,15 91,83 ± 0,25 91,96 ± 0,29 92,23 ± 0,31 92,60 ± 0,32

    ТЭГ 127,97 ± 0,26 128,40 ± 0,19 128,57 ± 0,17 128,76 ± 0,15 129,01 ± 0,26 129,55 ± 0,34

    Таблица 5: Парциальные молекулярные объемы при бесконечном разбавлении v2 0, молекулярные объемы чистых растворенных веществ, избыточные парциальные молекулярные объемы при бесконечном разбавлении ^ Xc, и отношение (] 2 ° / v2).

    Температура / К 293,15 298,15 303,15 308,15 313,15 318,15

    ] 2 0 x 1023 см3-молекула-1 9,1813 9,1946 9,2112 9,2212 9,2444 9,2693

    ] 0 x 1023 см3-молекула-1 9,3227 9,3168 9,3109 9,3051 9,2992 9,2933

    ] 2,0 /] 2 0,9848 0,9869 0,9893 0,9910 0,9941 0,9974

    ] Xc x 1024 см3-молекула-1 -0,1414 -0,1222 -0,0997 -0,0839 -0,0548 -0,0240

    ] 20 x 1023 см3-молекула-1 15.1993 15,2109 15,2491 15,2707 15,3155 15,3770

    ] 0 x 1023 см3-молекула-1 15.8604 15.8500 15.8396 15.8292 15.8189 15.8085

    ] 2,0 /] 2 0,9583 0,9597 0,9627 0,9647 0,9682 0,9727

    ] 2xc x 1024 см3-молекула-1 -0,6611 -0,6391 -0,5905 -0,5585 -0,5034 -0,4315

    ] 2 0 x 1023 см3-молекула-1 21,2504 21,3218 21,3500 21,3816 21,4231 21,5128

    ] 0 × 1023 см3-молекула-1 22,2920 22.2765 22,2610 22,2455 22,2300 22,2146

    ] 2,0 /] 2 0,9533 0,9571 0,9591 0,9612 0,9637 0,9684

    ] 2X0 x 1024 см3-молекула-1 -1,0416 -0,9547 -0,9110 -0,8639 -0,8069 -0,7018

    оксиэтиленовой (Ch3Ch3O) группы и концевой (ОН) группы к объемным свойствам. Линейность (V2> 0) по n, а затем по молекулярной массе типична для стержнеобразных молекул, и, с другой стороны, разумно предположить такую ​​форму для первых молекул олигомера.Значение объемного вклада для этоксильной группы в диапазоне от 36,34 до 36,87 см3-моль-1 хорошо согласуется со значением, указанным Vergara et al. [17] (37,18 см3-моль-1) или значение, указанное Киринчичем и Клофутаром [18] (36,9 см-моль-1), или значение, полученное из теории группового вклада (36,1 см3-моль-1). Кроме того, это значение увеличивается с повышением температуры, что свидетельствует о том, что вклад оксиэтиленовой группы увеличивается с увеличением температуры. Среднее значение вклада гидроксильных групп составляет 18.2) — плотность чистого растворенного вещества. Сравнение парциальных молекулярных объемов при бесконечном разбавлении (v2> 0) для всех растворенных веществ с их молекулярными объемами (v °) показывает, что первые меньше, чем вторые. Значения v2 0 и v2 вместе со значениями их отношения (v2> 0 / v2) приведены в таблице 5. Значения парциальных избыточных молекулярных объемов были рассчитаны из

    .

    —exc — 0

    ] 2, ° =] 20 -] 2-

    Эти значения, которые характеризуют изменения объема, связанные с переносом одной молекулы растворенного вещества из чистого растворенного вещества в раствор при бесконечном разбавлении, являются отрицательными по величине с увеличением количества оксиэтиленовых единиц и уменьшаются с увеличением температуры.

    Т3 100

    -5,00 0,00 5,00 10,00 15,00 20,00 25,00 (Т-Т0) (К)

    Рисунок 3: Температурная зависимость парциального молярного объема при бесконечном разбавлении для водных растворов (O EG; A DEG; O TEG).

    Таблица 6: Коэффициенты регрессии (10) и отношение (aija0) в исследованном диапазоне температур.

    Растворенное вещество a0 a1 (aj / a0) x 104 / K-1 R2

    EG 55.37 0,021 3,793 0,978

    ° 91,64 0,042 4,583 0,953

    ТЭГ 128,28 0,057 4,443 0,964

    это-а-а-а-а-а

    -0-0-e-e-o

    о-е-е-е-е-е

    3.3. Коэффициенты теплового расширения. Парциальные молярные объемы при бесконечном разбавлении для всех исследованных водных растворов, перечисленные в таблице 4, слабо зависят от температуры. Из рисунка 3 видно, что графики зависимости (V20) от (T — T0) являются линейными, поэтому его можно описать как

    .

    V2,0 = a0 + al (T — T0)>

    где a0 и a1 — эмпирические константы, а T — абсолютная температура; Т0 = 298.15 К. Коэффициенты a0 и a1, определенные методом наименьших квадратов, приведены в таблице 6.

    Поскольку парциальные молярные объемы всех исследованных растворенных веществ в воде не зависят от концентрации и равны их объемам при бесконечном разбавлении, поэтому значения парциальной молярной расширяемости абсолютного (E2 = (dV2 / dT) p) (см3-моль-1 -K -1) также не зависят от концентрации и равны своим значениям при бесконечном разбавлении (E2 = E20).

    Парциальная молярная расширяемость растворенного вещества при бесконечном разбавлении равна коэффициенту регрессии a1 из (10), а коэффициент теплового расширения растворенного вещества при бесконечном разбавлении (a20) (K-1) определяется как [14]

    ) (11) V2.A dT) p V20

    , что равно отношению a1 / a0. Значения (a2> 0), рассчитанные из (11), приведены в таблице 7. Значения (a2> 0) имеют тенденцию незначительно уменьшаться с повышением температуры. На

    , с другой стороны, коэффициент теплового расширения раствора (K-1) определяется как

    1 fdVu V1,2 (dT

    , где V1,2 — объем раствора, содержащий m моль растворенного вещества на килограмм растворителя.Таким образом, коэффициент теплового расширения исследуемых растворов рассчитывается из

    103 0 п — «1 + рнЭ2,0 ​​П1

    где — коэффициент теплового расширения чистой воды.

    Значения «, 2 для всех исследованных растворов приведены в таблице 8. Коэффициенты теплового расширения для всех растворенных веществ увеличиваются с увеличением температуры и моляльности. Зависимость («, 2 — a °) от объемной доли растворенного вещества (O) показана на рисунке 4.2) на (O) линейно. Эту зависимость можно выразить в виде [14]

    — а0 = («2,0 — а0) О.

    Таблица 7: Коэффициенты теплового расширения при бесконечном разбавлении (a2 0) в исследованном диапазоне температур.

    «2> 0 x 104 (К-

    Растворенное вещество 293,15 К 298,15 К 303,15 К 308,15 К 313,15 К 318,15 К

    EG 3,798 3,793 3,786 3,782 3,772 3,762

    ° 4,589 4.585 4,574 4,567 4,554 4,536

    ТЭГ 4,454 4,439 4,433 4,427 4,418 4,400

    Таблица 8: Значения коэффициентов теплового расширения a12 x 104 (K ‘) и объемной доли (®) исследуемых растворов.

    «2> 0 x 104 (К-

    м / (моль-кг ‘) $ 293,15 K 298,15 K 303,15 K 308,15 K 313,15 K 318,15 K

    0,0000 0,0000 2,0666 2,5690 3,0263 3,4464 3,8352 4,1974

    0.0488 0,0027 2,0709 2,5716 3,0278 3,4468 3,8345 4,1953

    0,0982 0,0054 2,0759 2,5752 3,0296 3,4477 3,8345 4,1951

    0,1561 0,0085 2,0813 2,5786 3,0320 3,4490 3,8341 4,1931

    0,2365 0,0129 2,0885 2,5840 3,0354 3,4501 3,8336 4,1901

    0,2726 0,0148 2,0919 2,5867 3,0371 3,4511 3,8341 4,1902

    0,3143 0,0171 2,0960 2,5895 3,0387 3,4518 3,8339 4,1899

    0.3796 0,0205 2,1021 2,5937 3,0414 3,4528 3,8338 4,1879

    0,4268 0,0230 2,1063 2,5967 3,0433 3,4538 3,8334 4,1873

    0,5201 0,0279 2,1148 2,6028 3,0472 3,4556 3,8330 4,1847

    0,0000 0,0000 2,0666 2,5690 3,0263 3,4464 3,8352 4,1974

    0,0517 0,0047 2,0783 2,5780 3,0326 3,4519 3,8385 4,1981

    0,1112 0,0101 2,0922 2,5896 3,0423 3,4576 3,8418 4,2000

    0.1505 0,0136 2,1010 2,5967 3,0481 3,4623 3,8449 4,2045

    0,1965 0,0176 2,1111 2,6042 3,0536 3,4654 3,8486 4,2052

    0,2618 0,0234 2,1255 2,6160 3,0623 3,4710 3,8514 4,2058

    0,3103 0,0276 2,1357 2,6248 3,0683 3,4758 3,8532 4,2062

    0,3472 0,0307 2,1436 2,6304 3,0726 3,4791 3,8553 4,2067

    0,4235 0,0372 2,1603 2,6437 3,0831 3,4880 3,8605 4,2090

    0.4602 0,0403 2,1686 2,6502 3,0892 3,4921 3,8654 4,2117

    0,5017 0,0438 2,1776 2,6578 3,0948 3,4965 3,8677 4,2133

    0,0000 0,0000 2,0666 2,5690 3,0263 3,4464 3,8352 4,1974

    0,0538 0,0068 2,0829 2,5818 3,0365 3,4522 3,8365 4,1975

    0,0994 0,0126 2,0971 2,5937 3,0454 3,4597 3,8431 4.2015

    0,1543 0,0194 2,1127 2,6061 3,0548 3,4657 3,8463 4,2033

    0.2001 0,0250 2,1264 2,6157 3,0618 3,4710 3,8498 4.2012

    0,2552 0,0316 2,1425 2,6289 3,0715 3,4774 3,8536 4,2049

    0,3192 0,0393 2,1598 2,6425 3,0830 3,4854 3,8587 4,2081

    0,3686 0,0451 2,1729 2,6540 3,0898 3,4906 3,8607 4,2079

    0,4366 0,0529 2,1926 2,6682 3,1015 3,4985 3,8659 4,2080

    0,4804 0,0579 2,2055 2,6783 3,1086 3,5033 3,8680 4,2087

    0.5288 0,0634 2,2179 2,6876 3,1159 3,5082 3,8715 4,2101

    Таблица 9: Значения (a2 0 — a °) для всех исследованных растворов вместе с коэффициентами корреляции (r2).

    Растворенное вещество 293,15 К 298,15 К 303,15 К 308,15 К 313,15 К 318,15 К

    EG 173.20 122.48 76.06 33.61 -6.31 -43.62

    r2 1.000 1.000 0.999 0.997 0.949 0.994

    ДЕГ 252,17 201,55 154,80 112,05 72,00 33,94

    r2 1.000 1.000 1.000 0.999 0.997 0.984

    ТЭГ 238,440 188,028 142,244 98,288 57,440 21,432

    r2 1.000 1.000 1.000 1.000 0.998 0.976

    0,000 0,005

    0,015 О

    0,020 0,025

    0 0,00

    0,02 0,03 О

    0,00 0,01 0,02 0,03 0,04 0,05 0,06 0,07 О

    Рисунок 4: Зависимость (iXj 2 — aj) от объемной доли растворенного вещества (®) для: (а) ЭГ, (б) ДЭГ и (в) ТЭГ, при температурах, Т / К = 293.0) приведены в таблице 9. Из рисунков 4 и 9 видно, что значения коэффициента теплового расширения исследуемых растворов выше, чем у чистого растворителя, за исключением случая этиленгликоля при более высоких температурах (313,15 и 318,15 К), где коэффициент теплового расширения раствора ниже, чем у чистого растворителя. Низкие значения для ТЭГ

    может свидетельствовать о наличии перепутывания цепи в спиральной структуре [17].

    4. Выводы

    Данные по плотности и молярным объемам как функции температуры и моляльности измерены для водных растворов этилена

    гликоль, диэтиленгликоль и триэтиленгликоль. Эти данные были использованы для определения парциального молярного объема при бесконечном разбавлении (V2> 0). Было обнаружено, что значения V2, o несколько увеличиваются с повышением температуры. Эти значения коррелируют с количеством оксиэтиленовых (Ch3Ch3O) групп в молекуле (n).о) также были рассчитаны. Эти значения отрицательны и увеличиваются по величине с увеличением количества оксиэтиленовых единиц и понижением температуры.

    Коэффициенты теплового расширения (a1> 2) для всех растворенных веществ увеличиваются с увеличением температуры и моляльности. Было обнаружено, что значения коэффициента теплового расширения исследуемых растворов выше, чем у чистого растворителя, за исключением случая этиленгликоля при более высоких температурах (313,15 и 318,15 К), где коэффициент теплового расширения раствора ниже что из чистого растворителя.

    Конфликт интересов

    Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов относительно публикации данной статьи.

    Список литературы

    [1] А. Майтра и С. Багчи, «Исследование взаимодействий растворенное вещество-растворитель и растворитель-растворитель в чистых и смешанных бинарных растворителях», Journal of Molecular Liquids, vol. 137, нет. 1-3, стр. 131-137, 2008.

    [2] Ф. Керманпур, Х. Джахани и Х.Илоухани, «Избыточный молярный объем и производные термодинамические свойства бинарных смесей 2-метил-1-бутанола и 2-этил-1-бутанола + различных простых эфиров в диапазоне температур от 293,15 до 313,15 К», Journal of Molecular Liquids, т. . 146, нет. 1-2, стр. 29-34, 2009.

    [3] Егоров Г.И., Макаров Д.М., Колкер А.М. PVTx-свойства жидкой фазы бинарных смесей (вода + этиленгликоль) в диапазоне от 278,15 до 323,15 К и от 0,1 до 100 МПа. I. Экспериментальные результаты, парциальные и избыточные термодинамические свойства, «Равновесия флюидной фазы», т.344, стр. 125-138, 2013.

    [4] К. Чжан, Дж. Ян, Х. Ю, Дж. Чжан и Х. Вэй, «Плотности и вязкости для бинарных смесей полиэтиленгликоля 400+, диметилсульфоксида и поли (этиленгликоля) 600+. вода при разных температурах », Journal of Chemical and Engineering Data, vol. 56, нет. 7. С. 3083-3088, 2011.

    .

    [5] Р. Г. Лафлин, «Относительная гидрофильность среди гидрофильных групп поверхностно-активных веществ», в «Успехах в жидких кристаллах», Г. Х. Браун, под ред., стр. 41-98, Academic Press, New York, NY, USA, 1978.

    [6] Л. Амброзоне, Г. Д’Эррико, Р. Сарторио и Л. Костантино, «Динамические свойства водных растворов олигомеров этиленгликоля, измеренные методом импульсного градиентного спин-эхо ЯМР при 25 ° C», Журнал химического общества, т. 93, нет. 22, pp. 3961-3966, 1997.

    [7] Дж. К. Ланг и Р. Д. Морган, «Смеси неионных поверхностно-активных веществ. I. Фазовые равновесия в C10E4-h3O и сосуществование в замкнутом контуре», Журнал химической физики, вып.73, нет. 11. С. 5849-5861, 1980.

    .

    [8] Р. Дж. Сенгва и С. Санкхла, «Характеристика гетерогенного взаимодействия в бинарных смесях олигомера этиленгликоля с

    воды, этилового спирта и диоксана методом диэлектрического анализа, «Журнал молекулярных жидкостей», том 130, № 1-3, стр. 119-131, 2007 г.

    [9] CM Kinart, M. Klimczak и WJ Kinart, «Объемные и диэлектрические характеристики и анализ внутренней структуры бинарных смесей 2-этоксиэтанола с этиленгликолем, диэтиленгликолем, триэтиленгликолем и тетраэтиленгликолем при T = (293 .15, 298.15 и 303.15) K, «Журнал молекулярных жидкостей», том 145, № 1, стр. 8-13, 2009 г.

    [10] И. А. Седов, М. А. Столов, Б. Н. Соломонов, «Энтальпии и свободные энергии Гиббса сольватации в этиленгликоле при 298 К: влияние сольвофобного эффекта», Равновесия в жидкой фазе, т. 354, стр. 95-101, 2013.

    [11] Т. Сан и А. С. Тежа, «Плотность, вязкость и теплопроводность водных смесей этилена, диэтилена и триэтиленгликоля между 290 К и 450 К», Journal of Chemical and Engineering Data, vol.48, нет. 1. С. 198-202, 2003.

    .

    [12] Э. А. Мюллер и П. Расмуссен, «Плотность и избыточные объемы в водных растворах полиэтиленгликоля», Journal of Chemical and Engineering Data, vol. 36, нет. 2. С. 214-217, 1991.

    [13] Э. Ф. Г. Барбоса, С. М. С. Соуза, М. С. С. С. Сантос и И. М. С. Лампрейя, «Парциальные мольные объемы линейных углеводородов в метаноле в очень разбавленной области. Межмолекулярные взаимодействия. Эффекты водородной связи», Physical Chemistry Chemical Physics, vol.3, вып. 4. С. 556-561, 2001.

    .

    [14] К. Клофутар, С. Палйк и С. Гольц-Тегер, «Парциальные молярные объемы и частичная молярная расширяемость холестерина в некоторых апротонных растворителях», Thermochimica Acta, vol. 196, нет. 2. С. 401-413, 1992.

    [15] С. Вурцбургер, Р. Сарторио, Г. Гуарино и М. Ниси, «Объемные свойства водных растворов полиолов при температуре от 0,5 до 25 ° C», Журнал химического общества, Faraday Transactions 1, vol. 84, нет. 7, стр.2279-2287, 1988.

    [16] W. G. McMillan Jr. и J. E. Mayer, «Статистическая термодинамика многокомпонентных систем», The Journal of Chemical Physics, vol. 13, вып. 7. С. 276-305, 1945.

    [17] А. Вергара, Л. Падуано, Ф. Капуано и Р. Сарторио, «Интегралы Кирка-Вуда-Баффа для смесей полимер-растворитель. Предпочтительная сольватация и объемный анализ в водных растворах ПЭГ», Физическая химия, химическая физика, т. 4, вып. 19, стр. 47164723, 2002.

    [18] С. Киринчич и К. Клофутар, «Объемное исследование водных растворов полиэтиленгликоля при 298,15 К», «Равновесия в жидкой фазе», т. 149, нет. 1-2, стр. 233-247, 1998.

    [19] TM Aminabhavi и K. Banerjee, «Плотность, вязкость, показатель преломления и скорость звука в бинарных смесях метилацетат + этиленгликоль или + поли (этиленгликоль) в интервале температур (298,15-308,15) K, «Журнал химических и технических данных, вып.43, нет. 5. С. 852-855, 1998.

    [20] Дж. Джордж и Н.В. Састри, «Частичные избыточные молярные объемы, частичные избыточные изоэнтропические сжимаемости и относительные диэлектрические проницаемости вода + производное этан-1,2-диола и вода + 1,2-диметоксиэтан при различных температурах», Жидкая фаза Равновесия, т. 216, нет. 2. С. 307-321, 2004.

    .

    [21] С. Л. Освал и Н. Б. Патель, «Скорость звука, изэнтропическая сжимаемость, вязкость и избыточный объем бинарных смесей.1. Алканнитрилы с алкилацетатами, «Journal of Chemical & Engineering Data», том 40, № 4, стр. 840-844, 1995.

    [22] Дж. А. Риддик, В. Б. Бангер, Т. К. Сакано, Методы химии. Органические растворители. Физические свойства и методы очистки, т. 2, John Wiley & Sons, Нью-Йорк, Нью-Йорк, США, 4-е издание, 1986 г.

    Авторское право ISRN Otolaryngology является собственностью Hindawi Publishing Corporation, и ее содержимое не может быть скопировано или отправлено по электронной почте на несколько сайтов или размещено в рассылке без письменного разрешения правообладателя.Однако пользователи могут распечатывать, загружать или отправлять по электронной почте статьи для индивидуального использования.

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности. Если ваш браузер не принимает файлы cookie, вы не можете просматривать этот сайт.


    Настройка вашего браузера для приема файлов cookie

    Существует множество причин, по которым cookie не может быть установлен правильно. Ниже приведены наиболее частые причины:

    • В вашем браузере отключены файлы cookie.Вам необходимо сбросить настройки своего браузера, чтобы он принимал файлы cookie, или чтобы спросить вас, хотите ли вы принимать файлы cookie.
    • Ваш браузер спрашивает вас, хотите ли вы принимать файлы cookie, и вы отказались.
      Чтобы принять файлы cookie с этого сайта, нажмите кнопку «Назад» и примите файлы cookie.
    • Ваш браузер не поддерживает файлы cookie. Если вы подозреваете это, попробуйте другой браузер.
    • Дата на вашем компьютере в прошлом. Если часы вашего компьютера показывают дату до 1 января 1970 г.,
      браузер автоматически забудет файл cookie.Чтобы исправить это, установите правильное время и дату на своем компьютере.
    • Вы установили приложение, которое отслеживает или блокирует установку файлов cookie.
      Вы должны отключить приложение при входе в систему или проконсультироваться с вашим системным администратором.

    Почему этому сайту требуются файлы cookie?

    Этот сайт использует файлы cookie для повышения производительности, запоминая, что вы вошли в систему, когда переходите со страницы на страницу. Чтобы предоставить доступ без файлов cookie
    потребует, чтобы сайт создавал новый сеанс для каждой посещаемой страницы, что замедляет работу системы до неприемлемого уровня.


    Что сохраняется в файле cookie?

    Этот сайт не хранит ничего, кроме автоматически сгенерированного идентификатора сеанса в cookie; никакая другая информация не фиксируется.

    Как правило, в файле cookie может храниться только информация, которую вы предоставляете, или выбор, который вы делаете при посещении веб-сайта. Например, сайт
    не может определить ваше имя электронной почты, пока вы не введете его. Разрешение веб-сайту создавать файлы cookie не дает этому или любому другому сайту доступа к
    остальной части вашего компьютера, и только сайт, который создал файл cookie, может его прочитать.

    Термодинамические свойства полиэтиленгликоля и поли (тетрагидрофурана). I. P — V — T отношения и внутреннее давление

  • 1

    W. Parks, R. S. Richards, Trans. Faraday Soc. , 44 , 203 (1948).

  • 2

    Р. С. Спенсер и Г. Д. Гилмор, J. Appl. Phys. , 20, , 502 (1949).

  • 3

    Р. С. Спенсер и Г. Д. Гилмор, J. Appl. Phys. , 21, , 523 (1950).

  • 4

    г.E. Weir, J. Res. Natl. Бур. Стоять. , 53, , 245 (1954).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 5

    С. Мацуока и Р. Максвелл, J. Polym. Sci. , 52 , 131 (1958).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 6

    S. Matsuoka, J. Polym. Sci. , 57, , 569 (1962).

    Артикул

    Google ученый

  • 7

    К.Х. Хельвеге, Г. Кнаппе и П. Леманн, Kolloid Z. Z. Polym. , 183 , 110 (1962).

  • 8

    П. Хейдеманн и М. Д. Гикинг, Kolloid Z. Z. Polym. , 193 , 16 (1963).

  • 9

    Г. Н. Фостер, Н. Уолдман, Р. Г. Гриски, J. Appl. Polym. Sci. , 10 , 201 (1966).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 10

    W. A. ​​Haug and R.G. Griskey, J. Appl. Polym. Sci. , 10 , 1475 (1966).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 11

    Д. А. Гриндстафф, Р. Г. Гриски, J. Appl. Polym. Sci. , 12, , 1986 (1968).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 12

    Y. Tsujita, T., Nose, and T. Hata, Polym. J. , 3 , 581 (1972).

  • 13

    Г. Аллен и Д. Симс, Полимер , 4 , 105 (1963).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • 14

    Д. Симс, Полимер , 6 , 220 (1965).

    Артикул

    Google ученый

  • 15

    J. Becht, K. H. Hellwege, W. Knappe, Kolloid Z. Z. Polym. , 216 , 150 (1967).

  • 16

    Д.J. Pastine, J. Chem. Phys. , 49 , 3012 (1968).

  • 17

    Дж. Хильдебранд и Р. Л. Скотт, гл. XXI « Растворимость неэлектролитов », Рейн-холд, Нью-Йорк, Нью-Йорк, 1954.

    Google ученый

  • 18

    Г. Аллен, Г. Джи и Г. Дж. Уилсон, Полимер , 1 , 456 (1960).

    Артикул

    Google ученый

  • 19

    г.Аллен, Дж. Джи, Д. Мангарадж, Д. Симс и Г. Дж. Уилсон, Polymer , 1 , 467 (1960).

    CAS
    Статья

    Google ученый

  • Объяснение коэффициента линейного теплового расширения полимеров — Блог о пассивных компонентах

    Источник: Omnexus by SpecialChem, статья

    .

    Пол Мартин из компании SpecialChem составил исчерпывающую статью «Коэффициент линейного теплового расширения (CLTE)», которая включает таблицу минимальных значений (° C) и максимальных значений (° C).Это может быть весьма полезно при оценке свойств различных пластичных полимерных материалов и их тепловом моделировании.

    Что происходит при нагревании материала?

    Под воздействием повышения температуры любой материал расширяется. Это может привести к значительным изменениям в размерах, разделению страницы или внутреннему напряжению.

    Коэффициент линейного теплового расширения (CLTE, часто обозначаемый как «α») — это свойство материала, которое характеризует способность пластика расширяться под действием повышения температуры.Он сообщает вам, насколько разработанная деталь останется стабильной по размерам при колебаниях температуры.

    Линейный коэффициент ‘CLTE или α’ для пластмассовых и полимерных материалов рассчитывается как:

    α = ΔL / (L 0 * ΔT)

    Где:

    • α — коэффициент линейного теплового расширения на градус Цельсия
    • ΔL — изменение длины испытуемого образца из-за нагрева или охлаждения
    • L 0 — исходная длина образца при комнатной температуре
    • ΔT — изменение температуры, ° C, при испытании

    Следовательно, α получается делением линейного расширения на единицу длины на изменение температуры. При сообщении среднего коэффициента теплового расширения необходимо указать диапазоны температур.

    Приложения включают:

    Разница в тепловом расширении приводит к возникновению внутренних напряжений и концентраций напряжений в полимере, что приводит к преждевременному разрушению. Следовательно, CLTE важен для экономики производства, а также для качества и функционирования продуктов .

    • Требуется для целей проектирования.Температурное расширение часто используется для прогнозирования усадки деталей, изготовленных литьем под давлением… »Посмотрите видео, чтобы избежать сбоев качества пластика
    • Позволяет определять размерные характеристики конструкций при изменении температуры
    • Он также определяет термические напряжения, которые могут возникнуть и вызвать разрушение твердого артефакта, состоящего из различных материалов, когда он подвергается резкому изменению температуры (особенно для прогнозирования эффективного связывания материала или при использовании пластика с металлами)

    Узнайте больше о линейном коэффициенте теплового расширения:

    Как измерить коэффициент линейного теплового расширения?

    Наиболее широко используемыми стандартами для измерения коэффициента линейного теплового расширения пластмасс (термопластов и термореактивных материалов, наполненных или ненаполненных, в форме листов или формованных деталей) являются ASTM D696, ASTM E831, ASTM E228 и ISO 11359.

    Основные методы, используемые для измерения КТР:

    • Дилатометрия
    • Интерферометрия и
    • Термомеханический анализ

    (конечно, есть и другие методы, но они здесь не обсуждаются)

    Техника дилатометрии

    Это широко используемый метод, при котором образец нагревается в печи, а смещение концов образца передается на датчик с помощью толкателя.Толкатели могут быть из кварцевого стекла, оксида алюминия высокой чистоты или изотропного графита.

    ASTM D696 — Этот метод испытаний охватывает определение коэффициента линейного теплового расширения для пластмассовых материалов, имеющих коэффициенты расширения более 1 мкм / (м ° C), с использованием дилатометра из стекловидного кремнезема. Природа большинства пластиков и конструкция дилатометра делают от -30 до + 30 ° C (от -22 ° F до + 86 ° F) удобным температурным диапазоном для измерения линейного теплового расширения пластмасс.Этот диапазон охватывает температуры, при которых чаще всего используются пластмассы.

    ASTM E228 — Этот метод испытаний должен использоваться для температур, отличных от −30 ° C до 30 ° C, для определения линейного теплового расширения твердых материалов с помощью дилатометра с толкателем

    Дилатометр для измерения теплового расширения (Источник: Linseis)

    Термомеханический анализ (ТМА)

    Измерения выполняются с помощью термомеханического анализатора, состоящего из держателя образца и зонда, который передает изменения длины на преобразователь, который преобразует движения зонда в электрический сигнал.

    ASTM E831 (и ISO 11359-2) — Эти методы применимы к твердым материалам, которые демонстрируют достаточную жесткость в диапазоне температур испытания. Нижний предел CTE с помощью этого метода составляет 5 × 10 -6 / K (2,8 × 10 -6 / ° F), но его можно использовать при более низких или отрицательных уровнях расширения с пониженной точностью и точностью. Применимо к диапазону температур от -120 до 900 ° C. Температурный диапазон может быть расширен в зависимости от используемых приборов и калибровочных материалов.

    Интерферометрия

    При использовании методов оптической интерференции смещение концов образца измеряется числом длин волн монохроматического света. Точность значительно выше, чем при дилатометрии, но поскольку метод основан на оптическом отражении поверхности образца, интерферометрия не используется намного выше 700 ° C (1290 ° F).

    ASTM E289 предоставляет стандартный метод линейного теплового расширения твердых тел с интерферометрией, применимый в диапазоне от –150 до 700 ° C (от –240 до 1290 ° F).Он больше применим к материалам с низким или отрицательным КТР в диапазоне <5 × 10 -6 / K (2,8 × 10 -6 / ° F) или где только ограниченная длина толщины другого более высокого коэффициента расширения. материалы доступны.

    Факторы, влияющие на измерения коэффициента теплового расширения пластмасс

    1. Волокна и другие наполнители значительно снижают тепловое расширение. Степень анизотропии наполнителя и его ориентация оказывают большое влияние на линейный коэффициент теплового расширения
    2. Вт.При повышении температуры величина КТР увеличивается с повышением температуры
    3. Молекулярная ориентация также влияет на тепловое расширение пластмасс. На тепловое расширение часто влияет время охлаждения во время обработки. Это особенно верно для полукристаллических полимеров, процесс кристаллизации которых требует времени

    Найдите товарные марки, соответствующие вашим целевым механическим свойствам, используя фильтр «Поиск свойств — CTE, линейный» в базе данных Omnexus Plastics:

    Линейный коэффициент значений теплового расширения нескольких пластмасс

    Коэффициент линейного теплового расширения (или линейный коэффициент теплового расширения) находится между (в диапазоне рабочих температур для каждого случая):

    • ок.0,6 x 10 -4 до 2,3 x 10 -4 K -1 для большинства термопластов
    • ок. 0,2 x 10 -4 до 0,6 x 10 -4 K -1 для термореактивных материалов
    Название полимера Мин. Значение (10 -5 / ° C) Макс.значение (10 -5 / ° C)
    ABS — Акрилонитрилбутадиенстирол 00 15.00
    Огнестойкий ABS 6,00 9,00
    АБС для высоких температур 6,00 10,00
    АБС ударопрочный 6,00 13,00
    Смесь АБС / ПК — Смесь акрилонитрилбутадиенстирола / поликарбоната 4,00 5,00
    Смесь АБС / ПК, 20% стекловолокна 1,80 2,00
    Огнестойкий ABS / PC 3.00 4,00
    ASA — Акрилонитрилстиролакрилат 6,00 11,00
    Смесь ASA / PC — Смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поликарбоната 7,00 9,00
    ASA / PC огнестойкий 7,00 8,00
    Смесь ASA / ПВХ — смесь акрилонитрил-стиролакрилата / поливинилхлорида 0,00 9,00
    CA — Ацетат целлюлозы 8.00 18,00
    CAB — Бутират ацетата целлюлозы 10,00 17,00
    Диацетат целлюлозы с перламутровыми пленками 2,15 2,15
    Глянцевая пленка из диацетата целлюлозы 2,15 2,15
    Пленки из диацетата целлюлозы-покровы 1,00 1,50
    Пленка диацетат-матовая целлюлоза 2.15 2,15
    Диацетат целлюлозы — пленка для заплаты окон (пищевая) 2,15 2,15
    Металлизированная пленка из диацетата целлюлозы-Clareflect 1,50 1,50
    Пленка диацетат целлюлозы — огнестойкая 0,64 0,64
    Пленка с высоким скольжением из диацетата целлюлозы 2,15 2,15
    Пленка с высоким скольжением из диацетата целлюлозы 2.15 2,15
    CP — пропионат целлюлозы 10,00 17,00
    COC — Циклический олефиновый сополимер 6,00 7,00
    ХПВХ — хлорированный поливинилхлорид 6,00 8,00
    CTFE 6,00 9,00
    EVA — этиленвинилацетат 16,00 20,00
    FEP — фторированный этиленпропилен 8.00 10,00
    HDPE — полиэтилен высокой плотности 6,00 11,00
    HIPS — ударопрочный полистирол 5,00 20,00
    HIPS огнестойкий V0 5,00 15,00
    Иономер (сополимер этилена и метилакрилата) 10,00 17,00
    LCP — Жидкокристаллический полимер 0,30 7.00
    LCP, армированный углеродным волокном 0,10 6,00
    Армированный стекловолокном LCP 0,10 6,00
    LCP Минеральное наполнение 0,90 8,00
    LDPE — полиэтилен низкой плотности 10,00 20,00
    MABS (прозрачный акрилонитрилбутадиенстирол) 8,00 11,00
    PA 11 — (Полиамид 11) 30% армированный стекловолокном 3.00 15,00
    PA 11, проводящий 9,00 15,00
    PA 11, гибкий 9,00 15,00
    PA 11, жесткий 9,00 15,00
    PA 12 (Полиамид 12), проводящий 9,00 15,00
    PA 12, армированный волокном 9,00 15,00
    PA 12, гибкий 9.00 15,00
    PA 12, со стекловолокном 9,00 15,00
    PA 12, жесткий 9,00 15,00
    PA 46, 30% стекловолокно 2,00 2,00
    PA 6 — Полиамид 6 5,00 12,00
    PA 6-10 — Полиамид 6-10 6,00 10,00
    PA 66 — Полиамид 6-6 5.00 14,00
    PA 66, 30% стекловолокно 2,00 3,00
    PA 66, 30% Минеральное наполнение 4,00 5,00
    PA 66, ударно-модифицированная, 15-30% стекловолокна 2,00 3,00
    PA 66, ударно-модифицированный 5,00 14,00
    PAI — Полиамид-имид 3,00 4,00
    PAI, 30% стекловолокно 1.00 2,00
    PAI, низкое трение 2,00 3,00
    PAN — Полиакрилонитрил 6,00 7,00
    PAR — Полиарилат 5,00 8,00
    PARA (Полиариламид), 30-60% стекловолокна 1,40 1,80
    PBT — полибутилентерефталат 6,00 10,00
    PBT, 30% стекловолокно 2.00 5,00
    ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно 2,00 4,00
    ПК (поликарбонат) 20-40% стекловолокно огнестойкое 2,00 4,00
    PC — Поликарбонат, жаростойкий 7,00 9,00
    PCL — поликапролактон 16,00 17,00
    PCTFE — Полимонохлортрифторэтилен 4.00 7,00
    PE — Полиэтилен 30% стекловолокно 5,00 5,00
    PEEK — Полиэфирэфиркетон 4,70 10,80
    PEEK, армированный 30% углеродным волокном 1,50 1,50
    PEEK, армированный стекловолокном, 30% 1,50 2,20
    PEI — полиэфиримид 5,00 6,00
    PEI, 30% армированный стекловолокном 2.00 2,00
    PEI, с минеральным наполнителем 2,00 5,00
    PEKK (Полиэфиркетонекетон), с низкой степенью кристалличности 77,00 77,00
    PESU — Полиэфирсульфон 5,00 6,00
    PESU 10-30% стекловолокно 2,00 3,00
    ПЭТ — полиэтилентерефталат 6,00 8.00
    ПЭТ, 30% армированный стекловолокном 2,00 5,00
    ПЭТ, 30/35% армированный стекловолокном, модифицированный при ударе 1,50 2,00
    PETG — полиэтилентерефталат гликоль 8,00 8,00
    PFA — перфторалкокси 8,00 12,00
    PI — Полиимид 5,50 5,50
    PLA — полилактид 8.50 8,50
    PMMA — Полиметилметакрилат / акрил 5,00 9,00
    PMMA (акрил) High Heat 4,00 9,00
    ПММА (акрил) ударно-модифицированный 5,00 9,00
    ПОМ — Полиоксиметилен (Ацеталь) 10,00 15,00
    ПОМ (Ацеталь) с модифицированным ударным воздействием 12,00 13.00
    ПОМ (Ацеталь) Низкое трение 10,00 12,00
    ПОМ (Ацеталь) Минеральное наполнение 8,00 9,00
    PP — полипропилен 10-20% стекловолокно 4,00 7,00
    ПП, 10-40% минерального наполнителя 3,00 6,00
    ПП, наполненный тальком 10-40% 4,00 8,00
    PP, 30-40% армированный стекловолокном 2.00 3,00
    Сополимер PP (полипропилен) 7,00 17,00
    Гомополимер PP (полипропилен) 6,00 17,00
    ПП, модифицированный при ударе 7,00 17,00
    PPA — полифталамид 5,40 5,40
    PPA, 30% минеральное наполнение 7,10 7,20
    PPA, 33% армированный стекловолокном 1.00 1,20
    PPA, усиленный стекловолокном на 33% — High Flow 0,90 1,10
    PPA, 45% армированный стекловолокном 0,73 0,75
    PPE — Полифениленовый эфир 3,00 7,00
    СИЗ, 30% армированные стекловолокном 1,50 2,50
    СИЗ, огнестойкий 3,00 7.00
    СИЗ, модифицированные при ударе 4,00 8,00
    СИЗ с минеральным наполнителем 2,00 5,00
    PPS — полифениленсульфид 3,00 5,00
    PPS, армированный стекловолокном на 20-30% 1,00 4,00
    PPS, армированный 40% стекловолокном 1,00 3,00
    PPS, проводящий 1.00 9,00
    PPS, стекловолокно и минеральное наполнение 1,00 2,00
    ПС (полистирол) 30% стекловолокно 3,50 3,50
    ПС (полистирол) Кристалл 5,00 8,00
    PS, высокая температура 6,00 8,00
    PSU — полисульфон 5,00 6,00
    Блок питания, 30% армированный стекловолокном 2.00 3,00
    PSU Минеральное наполнение 3,00 4,00
    PTFE — политетрафторэтилен 7,00 20,00
    ПТФЭ, армированный стекловолокном на 25% 7,00 10,00
    ПВХ (поливинилхлорид), армированный 20% стекловолокном 2,00 4,00
    ПВХ, пластифицированный 5,00 20.00
    ПВХ с пластиковым наполнением 7,00 25,00
    ПВХ жесткий 5,00 18,00
    ПВДХ — поливинилиденхлорид 10,00 20,00
    PVDF — поливинилиденфторид 8,00 15,00
    SAN — Стиролакрилонитрил 6,00 8,00
    SAN, армированный 20% стекловолокном 2.00 4,00
    SMA — малеиновый ангидрид стирола 7,00 8,00
    SMA, армированный стекловолокном на 20% 2,00 4,00
    SMA, огнестойкий V0 2,00 6,00
    SRP — Самоусиленный полифенилен 3,00 3,00
    UHMWPE — сверхвысокомолекулярный полиэтилен 13.00 20,00
    XLPE — сшитый полиэтилен 10,00 10,00

    источник избранного изображения: Flir / YouTube

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

    2024 © Все права защищены.