Концепция диффузии геля в кинетике набухания (сжатия) ионитов
Ключевые слова:
ионообменник, набухание, макрокинетика, кинетика набухания, диффузия геля, коэффициент диффузии.Аннотация
Рассмотрена задача о набухании (сжатии) зерен ионообменника, 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) гидрофильных гелей, но для ионообменных смол ранее не применялась. Представлено теоретическое рассмотрение задачи, исходя из общей макрокинетической концепции, обычно используемой при моделировании сорбционных и ионообменных процессов. Решение, которое определяет кинетику изменения радиуса сферической частицы, аналогично известному решению о внутридиффузионной кинетике сорбции вещества сферической частицей постоянного размера из раствора постоянного состава. Вместо коэффициента диффузии вещества в зерне в данное решение входит коэффициент, определяемый модулями упругости и сдвиговой деформации полимера, а также коэффициентом трения между полимерной сеткой и жидкостью. Поэтому данный коэффициент назван коэффициентом диффузии геля. Представлены результаты сопоставления теории с экспериментальными данными по набуханию зерна полиметакрилового ионита в Са-форме в 0.1 N растворе СаCl2.
