Глава 05.1 Вторая причина сорбционного гистерезиса

Вторая причина сорбционного гистерезиса связана с нали­чием в материале сквозных пор и запаздыванием образования в них менисков жидкости в процессе сорбции по сравнению с про­цессом десорбции. Прежде чем начнется капиллярная конденса­ция, стенки сквозной поры должны быть покрыты достаточно толстым слоем адсорбированной жидкости вплоть до запира­ния капилляра в самом узком месте.

В пользу указанных причин свидетельствует тот факт, что петля гистерезиса для капиллярно-пористых тел располагается не во всем интервале равновесных влажностей, а в области, ха­рактеризуемой капиллярной конденсацией. Это дает основание по характеристике сорбционной петли гистерезиса рассчитать объем и радиус пор, а также плотность распределения их по радиусам.

Для коллоидных и капиллярно-пористых коллоидных тел можно добавить третью причину сорбционного гистерезиса, обусловленную усадкой материала в процессе десорбции влаги и набуханием его при увлажнении с соответствующими измене­ниями радиуса капилляров вследствие эластичности их стенок. Этим также объясняется то обстоятельство, что гистерезисная петля охватывает весь интервал зон равновесных влагосодержа- ний газа, кроме двух крайних точек при(см.рис. 1-5).

Для непористых полимерных материалов (рис. 1-6) сорбци- онно — десорбционные кривые характеризуются прямолинейным начальным участком, а сорбционный гистерезис наблюдается только для полимеров в стеклообразном состоянии. С. П. Рудо- башта [122], подробно изучивший указанный класс материалов, линейный характер изотерм объясняет абсорбционным механиз­мом поглощения воды полимерной фазой. Причем, в высокоэла­стическом состоянии (при—температура стеклова­ния полимера) вследствие подвижности макромолекулярных цепей структурные изменения полимерной фазы обратимы, по­этому сорбционные и десорбционные ветви кривых равновесия совпадают. Если непористый полимерный материал находится в стеклообразном состояниито между кривыми сорбции и десорбции наблюдается гистерезис во всей области влаго- содержаний. Наличие сорбционного гистерезиса объясняется повышенной жесткостью макромолекулярных цепей полимера, препятствующей протеканию релаксационных процессов. Согласно анализу, проведенному А. В. Лыковым на основе изучения большого экспериментального материала по испарению различных жидкостей из пористых сорбентов, начальный учас­ток изотермы (в интервалеот 0 до 0,1) имеет характерную для мономолекулярной адсорбции выпуклость к оси влажности тела С_р. Поглощение жидкости сопровождается значительным