10 Растворы полимеров

1.

Растворы полимеров
Природа растворов полимеров. Термодинамический
критерий
растворимости
и
доказательство
термодинамической равновесности растворов. Фазовые
диаграммы систем "полимер – растворитель". Критические
температуры
растворения.
Явления
расслаивания.
Свойства растворов полимеров. Особенности процесса
растворения полимеров. Неограниченное и ограниченное
набухание. Гидродинамические свойства макромолекул в
растворе и их особенности по сравнению с растворами
низкомолекулярных веществ. Вязкость разбавленных
растворов. Приведенная и характеристическая вязкость
(уравнение Марка - Хаувинка).

2.

Растворы полимеров
Термодинамика умеренно концентрированных растворов
высокомолекулярных
соединений.
Неидеальность
растворов. Уравнение состояния полимера в растворе.
Второй вириальный коэффициент и Q-температура (Qусловия). Термодинамическое поведение макромолекул в
разбавленных
растворах.
Коэффициент
набухания
макромолекул. Методы определения молекулярных масс
полимеров. Осмометрия, диффузия, седиментация и
ультрацентрифугирование, светорассеяние, вискозиметрия.
Методы фракционирования: селективное осаждение и
растворение, нефелоспектрометрия и турбидиметрическое
титрование,
гель-фильтрация
и
гель-проникающая
хроматография.
Концентрированные
растворы,
гели,
коллоидные
дисперсии
полимеров.
Ассоциация
макромолекул
в
концентрированных
растворах
и
структурообразование. Особенности течения

3.

Зачем изучают растворы полимеров
1. Необходимость
гибкость)
охарактеризовать
полимер
(ММР,
2. Изучение физ.химии полимерной системы. Конечные
свойства материала (прочность, модуль упругости) зависят
от свойств раствора, из которого он приготовлен
3. Изучение взаимодействия ВМС с НМС (полимеррастворитель (гели, студни,клеи))
4. Прогноз работы и свойств полимера (влияние условий –
поглощение воды, агрессивные среды, пары воды из
воздуха)

4.

Полимерный раствор - жидкая
состоящая
из
полимера
и
растворителя.
гомогенная система,
низкомолекулярного
Критерии растворов полимеров (истинные растворы)
• самопроизвольность образования;
• молекулярная дисперсность;
• термодинамическая и агрегативная устойчивость;
• постоянство концентрации во времени;
• отсутствие поверхности раздела; однофазность и
гомогенность.
Полимеры могут образовывать коллоидные дисперсии в
жидкостях. Это двухфазные, неустойчивые системы, с
поверхностью раздела (клей ПВА, акриловые краски)

5.

Особенности растворов полимеров
1) Разница в размерах и ММ растворителя и растворенного
вещества.
2) Растворы полимеров обладают очень высокой вязкостью,
способностью к гелеобразованию, высокие значения
интенсивности рассеяния видимого света, низкие значения
коэффициентов диффузии.
3) Замедленная кинетика растворения полимеров (скорость
диффузии макромолекул мала).
4) Стадии растворения предшествует стадия набухания.
проникновение
молекул растворителя
в объем образца

6.

Набухание
односторонний процесс поглощения полимером НМ
жидкости, сопровождающийся ↑ массы и объема образца без
нарушения его целостности.
Ограниченное
Растворение полимера останавливается
на стадии набухания (сшитые, сетчатые
полимеры
образуют
гомогенные
эластичные структурированные системы студни, гели)
Неограниченное
(растворение)
Для линейных П при изменении
условий (Т, концентрации) - за счет
диффузии
макромолекул
в
растворитель
до
образования
гомогенного раствора.

7.

Степень набухания – отношение
разницы масс (объемов) набухшего
и сухого полимера к массе (объему)
сухого полимера