Thermal and mechanical studies on the cure time optimisation of polysulphide resin

The effect of two commercially available metal oxide curing agents, PbO₂ and MnO₂, on the cure time, kinetic parameters and ultimate tensile strength of the polysulphide polymer was investigated. The kinetic parameters for the thermal decomposition of the two systems were evaluated from their TG data. Both the energy of activation and pre-exponential factor showed a systematic increase with increase in cure and levelled off after the reaction. The cure time was also followed by determining the mechanical properties of the samples at regular intervals. The ultimate tensile strength values and the kinetic parameters follow similar trend with respect to the cure time. The kinetic parameters and the ultimate tensile strength for the PbO₂ cured polysulphide system were on the higher side.

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Zusammenfassung Es wurde der Einfluß von zwei im Handel erhältlichen Metalloxidhärtemitteln. PbO₂ und MnO₂, auf die Aushärtungszeit, die kinetischen Parameter und die Zugfestigkeit von Polysulfidpolymeren untersucht. Die kinetischen Parameter für die thermische Zersetzung der zwei Systeme wurden aus deren TG-Daten ermittelt. Sowohl die Aktivierungsenergie als auch der präexponentielle Faktor wachsen mit fortschreitender Aushärtung ständig an und erreichen nach Verlauf der Reaktion einen konstanten Wert. In gleichmäßigen Zeitabschnitten wurde die Aushärtungszeit auch durch Bestimmen der mechanischen Eigenschaften der Proben verfolgt. In Bezug auf die Aushärtungszeit zeigen die Zugfestigkeit und die kinetischen Parameter einen ähnlichen Verlauf. Die kinetischen Parameter und die Zugfestigkeit von mit PbO₂ gehärteten Polysulfidsystemen zeigen bessere Werte.

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, , , . , . . , . , . , , .

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We thank Dr. R. Ramaswamy for supplying the resin and Dr. K. V. C. Rao and Director, VSSC for the kind permission to publish this work.     

Measurement of adsorption heats of nitrogen on metal nitrides

Adsorption heats q and activation energies of the nitrogen exchange on several metal nitrides have been compared. For the systems capable of changing readily their composition upon varying conditions, the isotope exchange is suggested to be the most reliable method of the determination of q.

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. , , , .

     

Investigation of surface phenomena on solid catalysts by thermogravimetry

Thermogravimetry was applied to the investigation of the phenomena of adsorption, chemisorption, desorption and surface reactions on solid catalysts. The measurements were carried out with 13 NaX and NaY type zeolites and with silica gels treated with sodium hydroxide, in the presence of cumene and methanol. On the basis of the quantitative results it is possible to give an interpretation of surface phenomena and to establish the existence of various active centres on the surface of the catalysts.

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Zusammenfassung Adsorptions-, Chemisorptions- und Desorptionserscheinungen, sowie Oberflächenreaktionen an festen Katalysatoren wurden thermogravimetrisch untersucht. Die Messungen wurden an Zeoliten der Typen 13 NaX und NaY und an mit Natriumhydroxid behandelten Silikagelen in Gegenwart von Cumol und Methanol durchgeführt. Aufgrund der quantitativen Ergebnisse war es möglich, die Oberflächenerscheinungen zu deuten und das Vorhandensein von verschiedenen aktiven Zentren an der Katalysatoroberfläche nachzuweisen.

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Résumé On a appliqué la méthode thermogravimétrique à l'étude des phénomènes d'adsorption, de chemisorption et de désorption ainsi qu'aux réactions de surface sur des catalyseurs solides. Les mesures ont été effectuées sur zéolites de type 13 NaX et NaY et sur des silicagels traités par la soude en présence de cumène et de méthanol. Des résultats quantitatifs permettent de donner une interprétation des phénomènes de surface et d'établir l'existence de divers centres actifs à la surface des catalyseurs.

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, , , . , , , , . 13 NaX NaY , . .

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The authors express their gratitude to Prof. S. Malinowski for help and discussion and to Mr. W. Dziklinski for his technical help.     

Oxidizing supported reagents, III. Oxidation of alcohols by new supported K2Cr2O7 reagents

Several new supported K₂Cr₂O₇ reagents are used in the oxidation of secondary alcohols. The influence of the number of active sites and the nature of solid support on the yield is discussed. The influence of the structure of alcohol on the yield of ketone is analyzed.

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K₂Cr₂O₇ . . .

     

Correlation between acid strength (Ho) and ammonia desorption temperature for aluminas and silica-aluminas

Correlation between the temperature at which a base is desorbed and the acid strength (H_o) of the sites set free by it, was looked for. Ammonia was employed as base. A linear correlation of the type H_o=+/T (K) is valid with and constants, dependent on the adsorbate and the adsorbent.

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(H_o) , . H_o=+/T (K), .

     

Kinetics of solid polypropylene oxidation inhibited by aromatic nitrons

C-phenylcarbamoyl-N-phenylnitron and C(2,4-di-tert-butyl-3-hydroxyphenylcarbamoyl)-N-(p-di-methylaminophenyl) nitron inhibit the oxidation of solid polypropylene. In this case the nitrons studied demonstrate properties of polyfunctional inhibitors: they interrupt oxidation chains by chains by reactions with alkyl and peroxyl radicals.

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C--N- C-(2,4----3-)-N-(-) . , .

     

Study of structural transformations of equiatomic compounds of rare earth metals with copper

Electrical resistivity, magnetic susceptibility, X-ray diffraction and differential thermal analysis have been performed over a wide temperature range on binary compounds RCu. Melting points or decomposition temperatures for RCu (R=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb and Dy) phases and a number of FeB-CsCl structural transitions are reported, and heats and entropies of transformation are evaluated. Large hysteresis effects are observed for the structural transformations at different temperatures.In LaCu and CeCu no structural transformation was detected, while TbCu and DyCu failed to reveal any high-temperature thermal effect of transformation. In EuCu a nonreproducible thermal effect was evidenced after thermal cycling.

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Zusammenfassung Messungen der elektrischen Leitfähigkeit und der magnetischen Susceptibilität sowie röntgendiffraktometrische und differentialthermoanalytische Untersuchungen von binären Verbindungen des Typs RCu wurden in einem weiten Temperaturbereich ausgeführt. Schmelzpunkte bzw. Zersetzungstemperaturen von RCu-Phasen (R=La, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb und Dy) und eine anzahl von Phasenübergängen im System FeB-CsCl sind zusammen mit den bestimmten Entropiewerten der Phasenübergänge angegeben. Die Temperaturabhängigkeit der Phasenübergänge weist eine ausgeprägte Hysterese auf. In den Systemen LaCu und CeCu konnten keine Phasenübergänge festgestellt werden, während sich bei TbCu und DyCu kein auf einen Phsenübergang hinweisender thermischer Effekt im Hochtemperaturbereich zeigt. Bei EuCu wurde ein nicht-reproduzierbarer thermischer Effekt nach einem thermischen Kreisprozeß nachgewiesen.

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, , RCu. RCu (=La, , Pr, Nd,Sm, Eu, Gd, Tb Dy) , FeB-CsCl, . . LaCu , TbCu DyCu - . EuCu .

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The authors are grateful to Prof. A. Iandelli for his interest and for helpful discussion.

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This work was supported by the Italian Consiglio Nazionale delle Ricerche.     

Influence of the gas phase on metallic reference electrodes used in work function measurements

Contact potential differences between electrodes of Pt, Au and Ta of different surface finishing were measured by the dynamic condenser method in propylene and oxygen. Propylene is irreversibly adsorbed, thus changing the work function. This renders the electrodes unsuitable as standard electrodes for work function measurements on catalysts in the atmosphere of hydrocarbons, but they may be used in adsorption studies on oxygen.

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Pt, Au Ta . , , . , .

     

Measurement of reaction kinetics by a pressure rise method

Decomposition of urea nitrate in an initially evacuated system gave sigmoidal pressurevs. time curves. The experimental kinetic data fit the growing nuclei model with a measured enthalpy of activation of 142±12.5 kJ/mole as compared to 115±11.3 kJ/mole obtained thermogravimetrically. This higher value ofH is explained on the basis of two factors: 1) the inhibitory effect of the product gases and 2) self heating, whose extent increasedH by about 12.5 kJ/mole.

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Zusammenfassung Die Zersetzung von Harnstoffnitrat in einem anfanglich evakuierten System ergab sigmoide Druck-Zeit Kurven. Die kinetischen Versuchsangaben können einem Kernwachstums-Modell einer gemessenen Aktivierungsenthalpie von 142±12,5 kJ/mol angepaßt werden, im Vergleich zu den auf thermogravimetrischen Weg ermittelten Wert von 115±11.3 kJ/Mol. Dieser hohe Wert vonH, wird auf Grund zweier Faktoren erklärt: 1) der Hemmungseffekt der Produktgase und 2) Selbsterhitzung, deren AusmaßH um etwa 12.5 kJ/Mol erhöhte.

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Résumé La décomposition du nitrate d'urée dans un système initialement mis sous vide, donne des courbes sigmoïdales de pression en fonction du temps. Les données cinétiques expérimentales peuvent être ajustées à un modèle de grossissement de germes, avec une enthalpie d'activation mesurée de 142±12.5 kJ/mole, comparée à 115±11.3 kJ/mole obtenue par thermogravimétrie. Cette valeur plus élevée deH s'explique sur la base de deux facteurs: 1) l' effet inhibiteur des gaz produits et 2) phénomène d'autoéchauffement qui augmente la valeur deH d'environ 12.5 kJ/mole.

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. , 142+-12.5 / 115 + 11.3 /, . H : 1) 2) , 12.5 /.

     

Effect of surfactants on the cleavage of the N?O bond in O-(2,4-dinitrophenyl)-cyclohexanone oxime

Kinetics of cleavage of N–O bond in O-(2,4-dinitrophenyl)-cyclohexanone oxime with hydroxide ions both in the presence and absence of surfactants has been studied. The reaction is accelerated by cationic micelles, slightly by non-ionic micelles and there is no effect of anionic micelles. A plot of the rate constant vs. [surfactant] shows a maximum corresponding to the CMC of surfactant.

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NO O-(2,4-) - , - (). , , - . , .

     

Cracking of cumene on vanadium doped silica-alumina

The influence of small admixtures of vanadium on the activity of a silica-alumina catalyst in cumene cracking has been investigated. A correlation has been established between the catalytic and acidic properties of the vanadium doped catalyst.

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. .

     

Discrimination between catalyst deactivation mechanisms by kinetic measurements in open systems

Two competitive mechanisms of catalyst deactivation caused by either the starting substance or the reaction product are considered. The problem of the possible discrimination between these mechanisms according to kinetic measurements in open systems can be solved by a numerical experiment on a computer.

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— , . , . .

     

Br?nsted sites in H-forms of faujasites obtained from ammonium and guanidine forms

The infrared spectra of H-forms of Y zeolite made from the guanidine and ammonium forms were compared. The Brönsted acid sites have been characterized by adsorption of pyridine. Good correlation between the concentration of Brönsted acid sites and the catalytic activity of the samples has been found. It was concluded that guanidine cations limited localization of OH groups on the surface of the supercages.

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, . , . . , OH .

     

Calculation of the energy spectrum of surface oxygen on CuO by the interacting bonds method

Using the interacting bonds model a calculation has been made for the energy spectrum of oxygen on the CuO surface. Dissociative adsorption of oxygen can be realized in one and two-center forms with 9.2 and 60.4 kcal/mol, respectively. Intermediate values of the adsorption heats are attributed to oxygen adsorption on induced and biographic defects. The theoretically calculated energy spectrum of adsorbed oxygen is in reasonable agreement with that obtained experimentally from the dependence of isosteric heats of oxygen adsorption on the surface coverage.

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CuO. - 9,2 60,4 / . . .

     

Reaction of ammonium sulphate with aluminium oxide

The reaction between ammonium sulphate with aluminium oxide was studied. It was confirmed by X-ray diffraction and chemical analysis that three intermediate reaction products, (NH₄)₃Al(SO₄)₃, NH₄Al(SO₄)₂ and Al₂(SO₄)₃, are formed. The thermal decompositions of these three compounds were carried out. It has been shown that the same rate law is valid for them. The activation energies for (NH₄)₃Al(SO₄)₃, NH₄Al(SO₄)₂ and Al₂(SO₄)₃ are 95.9, 177.9 and 291.0 kj/mol, respectively.

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Zusammenfassung Die Reaktion von Ammoniumsulfat mit Aluminiumoxid wurde untersucht. Durch Röntgendiffraktion und chemische Analyse wurde bestätigt, daß drei Zwischenprodukte (NH₄)₃Al(SO₄)₃, NH₄Al(SO₄)₂ und Al₂(SO₄)₃ gebildet werden. Die thermische Zersetzung der drei Verbindungen wurde durchgeführt. Es wurde gezeigt, daß für alle drei dasselbe Geschwindigkeitsgesetz Gültigkeit hat. Die Aktivierungsenergien für (NH₄)₃Al(SO₄)₃, NH₄Al(SO₄)₂ und Al₂(SO₄)₃ sind 95.9, 177.9 und 291.0 kJ/Mol.

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. - : (NH₄)₃Al(SO₄)₃, NH₄Al(SO₄)₂ Al₂(SO₄)₃. , , . (NH₄)₃Al(SO₄)₃, NH₄Al(SO₄)₂ Al₂(SO₄)₃, , 95.9; 177.9 291.0 . ^–1.

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The authors are grateful to Dr. H. Osada and Mr. H. Nakamura, Department of Environmental Engineering, Kyushu Institute of Technology, for their helpful discussions.     

Catalytic desulfurization of ethanethiol over zinc-forms of NaX zeolites

Zinc exchanged zeolite X was found to catalyze effectively the dehydrosulfurization of ethanethiol. The catalytic activity correlated linearly with the degree of ion exchange and increased with the reaction temperature. The role of zinc cations in the reaction examined is discussed and suggestions concerning the reaction mechanism are put forward.

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X, Zn, . . .

     

Hydrogen exchange in intramolecular cycloalkylation of phenylalkanols

Hydrogen exchange in intramolecular cycloalkylation of 2-methyl-4-phenyl-2-butanol (I) and 2-methyl-5-phenyl-2-pentanol (II) in the presence of 85% D₂SO₄ has been studied. The product 1,1-dimethylindane(III) is shown to contain deuterium in both aromatic ring and polymethylene fragment, whereas 1,1-dimethyltetralin (IV) contains deuterium only in the aromatic ring. A probable mechanism of the reaction is discussed.

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2--4--2- (I) 2--5--2- (II) 85% D₂SO₄. , 1,1- (III) , 1,1- (IV) . .

     

Formation of oxalates and carbonates in the thermal decompositions of alkali metal formates

The influences of gaseous and solid reactants on the yields of oxalates and carbonates in the thermal decompositions of alkali metal formates have been studied. A mechanism of formation of these products is proposed, which explains the influences of basic and acidic species formed in the medium on the thermal decompositions of the alkali metal formates.

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Zusammenfassung Der einfluß von gasförmigen und festen Reaktanten auf die Ausbeute von oxalaten und Karbonaten bei der thermischen Zersetzung von Alkalimetallformiaten wurde untersucht. Es wurde ein Mechanismus für die Bildung dieser Produkte vorgeschlagen, der den Einfluß der während der thermischen Zersetzung von Alkalimetallformiaten entstehenden Basen und Säuren erklärt.

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, . , , .

     

Influence of adsorbed anions on the dehydroxylation of synthetic goethite

The influence of surface structure on the dehydroxylation of synthetic goethite has been studied using heat-flux differential scanning calorimetry. Adsorption of various anions by goethite causes a progressive change in both the amount and environment of surface hydroxyls and this is reflected by changes in the DSC curves. These alterations indicate the importance of surface features in determining the course of dehydroxylation and further suggest that, in studies of this type of reaction, the use of synthetic products known to be free of surface contaminants could prove to be of great value in understanding dehydroxylation mechanisms.

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Zusammenfassung Der Einfluß von Oberflächenstrukturen auf die Dehydroxylierung synthetischer Goethite wurde unter Anwendung der Wärmestrom-Differential-Abtastkalorimetrie untersucht. Die Adsorption verschiedener Anione durch Goethit verursacht eine progressive Änderung sowohl der Menge als auch der Umgebung der Oberflächenhydroxyle und dies wird durch die Änderungen der DSC-Kurven wiedergespiegelt. Diese Änderungen zeigen die Bedeutung der Oberflächenbeschaffenheiten bei der Bestimmung des Verlaufs der Dehydroxylierung und weisen ferner darauf hin, daß bei Studien dieses Reaktionstyps der Einsatz synthetischer Produkte, die bekanntlich frei von Oberflächenverunreinigungen sind, sich hinsichtlich der Klärung der Dehydroxylierungsmechanismen als sehr wertvoll erweisen könnte.

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Résumé On a étudié par analyse calorimétrique différentielle (DSC) l'influence de la structure de surface sur la déshydroxylation de goethites synthétiques. L'adsorption d'anions divers par la goethite entraîne une variation progressive à la fois de la quantité et de l'environnement des hydroxyles de surface, ce qui se reflète dans les variation des courbes DSC. Ces altérations indiquent l'importance des propriétés de surface quand il s'agit de déterminer le cours de la déshydroxylation et suggèrent en outre que l'emploi de produits synthétiques connus comme étant exempts de contaminants de surface, pourrait être de grande valeur dans des études de ce type de réactions, pour comprendre les mécanismes de déshydroxylation.

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