ИСТИНА

Рассмотрена задача о набухании (сжатии) сферических зерен сшитого полиэлектролитв, в которой процесс представлен как «диффузионное» движение полимерных цепей во внешнюю жидкую фазу. Концепция диффузии геля ранее была разработана и использовалась для описания кинетики набухания (сжатия) слабосшитых гидрофильных гелей, но для более сильно сшитых полиэлектролитов, используемых, например, в качестве ионообменных смол, ранее не применялась. Представлено теоретическое рассмотрение задачи, исходя из общей макрокинетической концепции моделирования химических процессов. Получаемое в результате решение, которое определяет кинетику изменения радиуса сферической частицы, аналогично известному решению о внутридиффузионной кинетике сорбции вещества сферической частицей постоянного размера из раствора постоянного состава. Однако вместо коэффициента диффузии вещества в зерне в данное решение для набухания зерна сшитого полиэлектролита входит коэффициент, определяемый модулями упругости и сдвиговой деформации полимера, а также коэффициентом трения между полимерной сеткой и жидкостью. Поэтому данный коэффициент называют коэффициентом диффузии геля. Представлены результаты сопоставления теории с экспериментальными данными по набуханию зерен полиметакрилатов. Концепция диффузии геля может оказаться весьма плодотворной для описания кинетики набухания ионообменных материалов при изменении внешних условий. В этом случае процесс может характеризоваться единственным параметром коэффициента диффузии геля (полимерной сетки). Показано, что значения коэффициентов диффузии для зерен сшитого полиметакрилата коррелируют со значениями коэффициентов диффузии низкомолекулярных и высокомолекулярных веществ в растворах и показывают, что кинетика набухания ионита определяется в первую очередь не диффузией воды в гель, а более медленной релаксацией (диффузией) полимерных цепей.