Файл: Рассмотрим компонентный состав рецептуры флексографической краски на основе органических растворителей (табл. ).docx

Скачать файл
Заказать решение

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.11.2023

Просмотров: 199

Скачиваний: 2

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.
2 Технологическая частьРассмотрим компонентный состав рецептуры флексографической краски на основе органических растворителей (табл. ). Таблица - Рецептура краски для флексографической печати [].

Компоненты
Содержание компонентов,

масс. %

Сополимер стирола с метилметакрилатом
15

Сополимер винилхлорида с винилбутиловым эфиром и метилметакрилатом
5

Пигмент голубой фталоцианиновый БУ43У
8

Бутилбензилфталат
1

Метилэтилкетон, этилацетат, бутилацетат (1:1:2)
71
В качестве связующего в данной рецептуре используются два компонента - сополимер стирола с метилметакрилатом и сополимер винилхлорида с винилбутиловым эфиром и метилметакрилатом. Именно эти соединения обеспечивают перенос и фиксирование красящего вещества на запечатываемый материал, поэтому для изучения и расчётов рассмотрим реакцию получения одного из компонентов связующего – сополимера стирола с метилметакрилатом.2.1 Термодинамический анализ реакцииПроведем расчет и анализ термодинамических функций реакции стирола и метилметакрилата по следующей основной реакции:Справочные данные присутствуют только для стирола, поэтому следует воспользоваться эмпирическими методами для расчёта термодинамических характеристик метилметакрилата (ММА) и сополимера стирола с метилметакрилата (МС-40) [].Рассчитаем групповые вклады в мольную теплоёмкость по методу Сато для твердого агрегатного состояния и по Шоу для жидкого агрегатного состояния при Т=298 К. Таблица – Групповые вклады в мольную теплоёмкость.

ММА
МС-40

Групповые вклады
С1p,

кал/

(моль∙гр.)
Групповые вклады
Сsp,

кал/

(моль∙гр.)

Количество
Группа
Количество
Группа

2
-СH3
8,80
2
-СH3
7,38

1
=СН2
5,20
2
-СН2-
6,05

1
=C<
3,80
1
>СН-
4,45

1
-COO-
15,50
1
-COO-
11,00

-
-
-
1
>С<
2,50

-
-
-
1
С6Н5-
20,44

∑
42,10
∑
65,25
Приближение для температурной зависимости теплоёмкости для метилметакрилата (ММА) записывается в следующем виде (1): (1)Для перевода калорий в Джоули воспользуемся коэффициентом Россини (1 кал=4,184 Дж):Приближение для температурной зависимости теплоёмкости для сополимера МС-40 записывается в следующем виде (2): (2)Для перевода калорий в Джоули воспользуемся коэффициентом Россини (1 кал = 4,184 Дж):Рассчитаем изобарно-изотермический потенциал образования целевого продукта. Для этого суммируем групповые вклады.Таблица – Групповые вклады в изобарно-изотермический потенциал.

ММА
МС-40

Групповые вклады
,

(кал/моль)
Групповые вклады
,

(кал/моль)

Коли-чество
Группа
Коли-чество
Группа

2
-СH3
-11500 + 22,9Т
2
-СH3
-11500 + 22,9Т

1
=СН2
5900 + 8,0Т
2
-СН2-
-5300+25,0Т

1
=C<
10000+14,0Т
1
>СН-
-750+30,0Т

1
-COO-
-80000+27,0Т
1
-COO-
-80000+27,0Т

-
-
-
1
>С<
3000+36,5Т

-
-
-
1
С6Н5-
20800+40,4Т

∑
-75600+71,9Т
∑
-73750+181,8Т
Получаем для метилметакрилата (ММА): ,или: , .Получаем для сополимера МС-40: ,или: , .В таблицу занесем все рассчитанные термодинамические характеристики и справочные данные веществ реакции для дальнейших расчетов.Таблица – Термодинамические свойства веществ целевой реакции.

Вещество
∆Н°f,298

кДж/моль
S°298, Дж/моль·К
Ср =f(T)

а
b
c'

Исходные вещества

Стирол
103,89
237,57
182,59
-
-

ММА
-316,31
300,83
112,73
0,21
-

Продукты реакции

Сополимер
-308,57
760,65
28,94
0,82
-
По входным данным рассчитаем значения энатльпии (3), энтропии (4) и энергии Гиббса (5) при 298 К: (3) (4) (5)По следствию изменения закона Гесса рассчитаем вириальные изменения коэффициентов теплоёмкости по уравнению (6):∆i=i(продукт)-( i(стирол)+ i(ММА)), (6)

,

,

.

При помощи уравнения Кирхгофа рассчитаем аналитическую зависимость энтальпии от температуры (7):



(7)

Рассчитываем аналитическую зависимость изменения энтропии от температуры (8):



(8)

По уравнению изотермы Вант-Гоффа рассчитываем изменение энергии Гиббса (9):

(9)

Из уравнения (10) выводим зависимость константы равновесия от температуры

. (10)

Получаем (11):

(11)

Найдём зависимость значений в температурном интервале 298-398 К, результаты занесем в таблицу .
Таблица – Результаты расчётов термодинамических характеристик реакции.


Т, К

Дж

Дж/К

Дж


298
-151550,00
497,78
-299888,44
121,04

308
-150564,48
501,03
-304882,40
119,06

318
-149509,56
504,40
-309909,48
117,22

328
-148385,24
507,88
-314970,81
115,50

338
-147191,52
511,47
-320067,48
113,90

348
-145928,40
515,15
-325200,49
112,40

358
-144595,88
518,92
-330370,78
111,00

368
-143193,96
522,79
-335579,26
109,68

378
-141722,64
526,73
-340826,78
108,45

388
-140181,92
530,75
-346114,13
107,29

398
-138571,80
534,85
-351442,09
106,21
Построим графики зависимостей УБЕРИ МОЛЬРисунок - График зависимости теплового эффекта реакции от температуры.

Смотрите также файлы