Литье пластмасс

Учет неравномерности распределения молекул компонентов лег в основу теории строго регулярных растворов. Модель та­ких растворов предложена Гугенгеймом, в соответствии с кото­рой все растворы делятся на два класса: растворы, в которых взаимная ориентация молекул несущественна, и растворы, в ко­торых молекулярная ориентация играет основную роль. К пер­вому классу относятся молекулярные смеси неполярных и сла­бополярных веществ, ко второму - смеси, содержащие сильно­полярные молекулы при литье пластмасс.

Теория строго регулярных растворов основана на решеточ­ной модели, в которой приняты следующие допущения:

• структура считается квазикристаллической (ближний поря­док), частицы жидких компонентов и растворов имеют одно и то же координационное число Z;

• взаимодействие учитывается только между ближайшими мо­лекулами;

• потенциальная энергия разбивается на конфигурационную (энергию размещения всех молекул по узлам решеток) и акусти­ческую (энергию колебаний молекул около центра равновесия). Колебательная энергия молекулы не зависит от того, находится она в чистой жидкости или в растворе;

• каждая молекула занимает одно место в решетке (следова­тельно, молекулы должны иметь одинаковый объем и форму); потенциальная энергия обмена различных жидкостей местами берется в виде:

Е_и+Е₂₂-2Е_п =-2AW_n, (14.40)

при обмене местами рвутся Z связей 1-1 с энергией Е\\ и Z свя­зей 2-2 с энергией Е22, а образуются 2Z связей с энергией. Если энергия взаимообмена равна нулю, то система является атермической, если не равна нулю, - неатермической.

В атермической системе при одинаковом размере молекул обоих компонентов энтропия смешения должна быть равна идеальному значению при литье пластмасс.

Если атермическая смесь образована компонентами, молеку­лы которых сильно различаются своими размерами, то энтропия смешения не равна идеальному значению.

Понятия «строго регулярный раствор» и «регулярный рас­твор», как отмечает А.А. Тагер, «несмотря на сходство назва­ний, прямо противоположны. В модели регулярного раствора предполагается полный беспорядок в расположении молекул, в модели строго регулярного раствора - полный порядок». Одним из недостатков теории регулярных растворов является допуще­ние о независимости расположения молекул в растворе от теп­лового эффекта, т.е. допущение идеальной энтропии смешения при АНсФО для изделия из пластмассы. Теория строго регулярных растворов исключает хао­тическое распределение молекул в растворе при нулевом тепло­вом эффекте растворения (ДЯ_с=0). При этом энтропия смешения может быть равна или не равна идеальному значению (AS_C =-R\nx_l). Следовательно, и эта теория пригодна лишь для растворов компонентов, молекулы которых малополярны, име­ют одинаковый размер и форму и смешиваются с незначитель­ным изменением объема.