Лекція № 28

Тема:Набрякання полімерів, обмежене та безмежне, внутрішнє стискання.

Мета:Вивчити процеси набрякання, відрізняти обмежене та безмежне, розраховувати ступінь набрякання. Вміти пояснити процеси контракції системи.

Набухання – це самовільний процес поглинання низькомолекулярного розчинника високомолекулярною речовиною, який супроводжується збільшенням маси і об’ємом полімеру.

Набуханнябуває обмежене та безмежне. При обмеженому набуханні речовина обводнюється та перетворюється в студень. Такий обводнений студень називається ліогель.Він може містити 98 % води. При безмежному набуханні руйнуються усі міжмолекулярні зв'язки і речовина розчиняється, а саме переходить в розчин у вигляді молекул. Цей процес зворотній. При зворотному процесі молекули дисперсної фази з'єднуються одна з одною, зв'язують усю рідку частину розчину утворюючи ліогель. Вода з ліогеля може випарюватись та студень засихає. Сухий студень називається ксерогель.Усі ВМС - це ксерогелі. Вони бувають крихкі та еластичні.

Стадії набухання полімерів.

Процес набухання можливо розбити на 2 основні стадії.

На першій стадії набухання низькомолекулярний розчинник дифундує у високомолекулярну речовину, сольватує його макромолекули. Утворення сольватної оболонки молекули супроводжується виділенням тепла, тому перша стадія набухання характеризується позитивним тепловим ефектом.

Теплота набухання залежить від природи поли мера і розчинника. Вона максимальна при набуханні в воді полімерів, які містять велику кількість полярних груп. При набуханні неполярного полімера в неполярній рідині тепловий ефект дуже малий.

Молекули розчинника в сольватній оболонці щільно упаковані завдяки їх оріеннтації біля сольватних груп макромолекули і відповідно, розчинник в сольватній оболонці має високу густину. В результаті стискання розчинника в сольватних оболонках на першій стадії набухання збільшенням об’єму полімеру спостерігається зменшення сумарного об’єму всієї системи. Сума об’ємів полімеру до набухання і поглинання полімером рідини більша, чим об’єм набухлого полімеру. Таке явище зменшення об’єму системи при набуханні речовини в розчиннику називається внутрішнім стисканням або контракцієї.

На другій стадії набухання може статися перехід деякого числа макромолекул у низькомолекулярний розчинник.

Обмежене набухання закінчується на другій стадії. Необмежене набухання призводить до розчинення полімеру.

Набухання полімеру характеризується ступенем набухання :

a = (m - m_o)/m₀

де, m і m₀- маса полімеру до і після набухання.

Ступінь набухання залежить від міцності міжмолекулярних зв'язків у полімері та енергії сольватації. На ступінь обмеженого набухання впливає також температура. Якщо набухання обмежується тільки першою стадією, сольватаційною стадією, яка являється екзотермічним процесом, то ступінь набухання з підвищенням температури зменшується. Друга стадія набухання може бути ендотермічною, тоді ступінь набухання повинний збільшуватися з підвищенням температури.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Високомолекулярні сполуки ВМС	\|	Фінансовий менеджмент як складова частина органу управління господарськими суб’єктами

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.013 сек.