Кинетика набухания геля поливинилового спирта в растворах органических кислот и их солей

Abstract

Данная работа посвящена изучению и анализу кинетики набухания геля поливинилового спирта, изначально находящегося в равновесии с дистиллированной водой, в растворах органических кислот и их солей. В работе представлены полученные методом оптической микрометрии экспериментальные данные о кинетике набухания гранул ПВС в растворах алифатических карбоновых кислот и их натриевых солей в зависимости от концентрации растворов. Приведена разработанная для описания наблюдаемого явления физико-математическая модель набухания сферической гранулы полимерного геля. В работе рассматриваются и обобщаются общие свойства кинетических кривых, полученных при регистрации изменения объема гранулы ПВС в этановой, пропановой, бутановой и бутандиовой кислотах, а также в растворах их натриевых солей; формулируются общие выводы о закономерностях изменения степени набухания гранул ПВС в данных растворах, такие как: суммарное изменение объема геля, наличие и глубина экстремума, влияние длины углеводородного радикала и числа карбоксильных групп в составе молекул кислот. По результатам работы разработан алгоритм получения кинетических поверхностей, предназначенных для анализа концентраций растворов указанных соединений. С целью сокращения времени анализа показана возможность определения концентраций растворенных веществ по начальным участкам кинетических кривых, получаемых в анализируемых растворах с помощью метода оптической микрометрии. Поскольку для получения надежных данных о начальном участке кинетической кривой необходимо достаточно быстро фиксировать гранулу в ячейке, в работе приведены кинетические результаты измерения объема гранулы ПВС с добавленным в нее магнетитом, которая фиксировалась на месте магнитным полем.