Механохимические аппараты и методы оценки их эффективности: Учебное пособие, страница 25

При проведении поиска модельных систем принимается во внимание, что системы могут различаться, по крайней мере, по физико-механическим свойствам исследуемой смеси. Система из двух компонентов, например, может быть составлена таким образом, чтобы оба компонента будут иметь близкие физико-химические свойства, определяющие поведение компонентов в смеси (например, близкие точки вязкохрупкого перехода, твердость, адгезионные характеристики и т. д.). В этом случае можно ожидать, что диспергирование и смешение будут происходить одновременно.

Другой крайний случай, когда эти показатели отличаются: один из компонентов тверд и хрупок, другой, наоборот, мягок и пластичен.
В этом случае результатом особого механического воздействия на смесь может оказаться покрытие одного более твердого компонента другим – более пластичным [69–71].

В качестве примера может быть приведена реакция между производными имидозолина и диоксидом свинца [72, 73]:

Образующийся в результате реакции стабильный нитроксильный радикал регистрировали [40] методом ЭПР. По начальному линейному участку кинетики образования этого радикала был определен угловой коэффициент, использованный в качестве критерия эффективности механического активатора [40]. Как первое приближение, принималось, что этот угловой коэффициент может служить характеристикой скорости механохимической реакции.

В табл. 16 приведены результаты сравнительных испытаний, полученные авторами [40], для различных аппаратов, с использованием этой модельной реакции. Сравнительная эффективность аппарата выражена в относительных единицах (за единицу измерения взята эффективность одного из механохимических аппаратов на базе планетарной мельницы АГО-2).

В качестве другого метода, позволяющего оценить эффективность механохимических аппаратов, в работе [40] предлагается использовать хорошо известный в аналитической химии метод колориметрии. Сущность метода заключается в измерении количества продуктов, образующихся в результате твердофазной механохимической реакции, по изменению глубины окраски. Подобный метод был впервые использован для сравнения скоростей взаимодействия различных солей свинца со щелочными иодидами при механическом воздействии на смесь исходных твердых компонентов и изучения механизма происходящей при этом химической реакции [74].

Таблица 16

Результаты сравнительных испытаний различных аппаратов

Тип мельницы, объем, мелющее тело	Загрузка материалов	Эффективность, отн. ед.
Планетарная мельница АГО-2, ускорение 60 g, стальные барабаны объемом 60 см3, внутренний диаметр 4.6 см, загрузка стальных шаров d = 0.6 см, 75 г	Реагенты* – 0.3 г, общая – 3 г	1.000
Планетарная мельница АПФ-1, ускорение 60 g, стальные барабаны объемом 600 см3, внутренний диаметр 8.3 см, загрузка стальных шаров d = 1 см, 1 кг	Реагенты – 5 г, общая – 50 г	1.600
Планетарная мельница АПФ-1, ускорение 60 g, стальные барабаны объемом 600 см3, внутренний диаметр 8.3 см, загрузка стальных шаров d = 1 см, 1 кг	Реагенты – 10 г, общая – 100 г	0.290
Планетарная мельница АПФ-1, ускорение 60 g, стальные барабаны объемом 600 см3, внутренний диаметр 9.5 см, загрузка стальных шаров d = 1 см, 1 кг	Реагенты – 5 г, общая – 50 г	0.740
Аттритор, w = 8501 мин-1, объем сосуда 500 см3, загрузка стальных шаров d = 1 см, 500 г	Реагенты – 2.5 г, общая – 50 г	0.220

Окончание табл. 16