диффузия 2

МИНИСТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования

«РОССИЙСКИЙ БИОТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра: «Промышленного дизайна, технологии упаковки и экспертизы» Дисциплина: «Физика и химика упаковочных материалов»

Лабораторная работа № 2    

Определение  коэффициента  диффузии  полимерных  материалов при

температуре 30 градусов

Группа: 22-ХТ-1

Студенты:Фомичева Ангелина Шелковникова Полина Дубинина Валерия Яновская Ксения

Преподаватель: Альхаир Али

Москва, 2023

Цель работы – определение коэффициента диффузии полимерных

материалов при и температуре 30 градусов.

Объекты исследования – ПЭНД(полиэтилен высокой плотности)

Приборы и материалы – стеклянные сосуды, шприц, дистиллированная

вода, вазелин, металлическая подставка, воск, аналитические весы,

эксикатор, термошкаф, водяная баня, секундомер.

Ход работы

1. подготовить (вырезать) образцы пленок для каждого полимерного

материала. Рассчитать площадь образца.

2. налить в стеклянные сосуды шприцем дистиллированную воду по 5

мл.

3. смазать края сосуда вазелином.

4. вставить стеклянный сосуд в металлическую подставку.

5. накрыть сверху сосуд подготовленным образцом материала.

6. закрепить металлический диск на образце сверху.

7. залить образовавшийся зазор между металлической подставкой и

металлическим диском расплавленный воск.

8. после того как воск застынет (≈ 7-10 мин) снять металлический диск

и извлечь стеклянный сосуд из металлической подставки.

9. подготовленные образцы взвесить и поместить в эксикатор на 30

минут. При этом эксикатор поместить в термошкаф при температуре 30°С.

10. последующие взвешивания производить через каждые 30 минут.

Данные занести в таблицу 4.

11. построить график зависимости изменения массы от времени

∆m=f(t). Таблица 4

№ п/п	Материал	0 мин	30 мин	60 мин	90 мин	120 мин	150 мин
		M исх	M1	M2	M3	M4	M5
1	ПЭНД	37,2701	37,268	37,2661	37,2647	37,2635	37,2618
∆m	ПЭНД	0	0,0021	0,004	0,0054	0,0066	0,0083

11. построить график зависимости изменения массы от времени

∆m=f(t). В течение получаса с начала эксперимента происходит постепенная потеря влаги,которая к концу эксперимента достигает максимального значения 0,0083 12. построить график зависимости потока за 0,5 ч от времени Ii=ƒ(t). I1=(37,2701-37,268)/0,0015=1,4 I2=(37,268-37,2661)/0,0015=1,3 I3=(37,2661-37,2647)/0,0015=0,93 I4=(37,2647-37,2635)/0,0015=0,8  I5=(37,2635-37,2618)/0,0015=1,1 Зависимость потока за первые полчаса возросла до 1,4(достигла максимума),далее уменьшалась,сначала (60мин) до 1,3,далее уменьшалась до 0,93(90мин) и до 0,8(120 мин),и резко возросла до 1,1.

13.построить график зависимости потока по часу от времени Ii=ƒ(t). I1=(37,2701-37,2661)/0,0015=2,7 I2=(37,268-37,2647)/0,0015=2,2 I3=(37,2661-37,2635)/0,0015=1,7 I4=(37,2647-37,2618)/0,0015=1,9 Зависимость потока достигает максимума при первом часе,затем уменьшается резко до 2,2(2 час),затем до 1,7(3 час) и возрастает до 1,9(4 час)

13. посчитать суммарные потоки по формуле: Ii = 𝛴I за каждые полчаса 𝛴I1=I0+I1=0+1,4=1,4 𝛴I2=I0+I1+I2=0+1,4+1,3=2,7 𝛴I3=I0+I1+I2+I3=0+1,4+1,3+0,93=3,63 𝛴I4=I0+I1+I2+I3+I4=0+1,4+1,3+0,93+0,8 =4,43 𝛴I5=I0+I1+I2+I3+I4+I5=0+1,4+1,3+0,93+0,8+1,1=5,53 Сумма поток за полчаса постепенно увеличивалась от 0 до 5,53

14. посчитать скорость диффузии каждые 30 мин. 1 νφ=(I1-I0)/(30-0)=(1,4-0)/30=0,047 [ гр/м^2 ∗ мин] 2 νφ=(I2-I1)/30=(1,3-1,4)/30=-0,003 [ гр/м^2 ∗ мин] 3 νφ=(I3-I2)/30=(0,93-1,3)/30=-0,012 [ гр/м^2 ∗ мин] 4 νφ=(I4-I3)/30=(0,8-0,93)/30=-0,004 [ гр/м^2 ∗ мин] 5 νφ=(I5-I4)/30=(1,1-0,8)/30=0,01 [ гр/м^2 ∗ мин]

15. построить график νφ=ƒ(t). Скорость диффузии за 30 мин достигла максимального значения 0,047,затем резко изменилась до -0,003,далее еще уменьшилась через полчаса(90 мин) до минимального значения -0,012,чуть поднялась до -0,004 и увеличилась до 0,01(150 мин)

16. Вывод: в ходе лабораторной работы мы определили коэффициент диффузии ПЭНД при температуре 30 градусов.