10. Полимерлердің сұйытылған ерітінділерінің қасиеттерін түсіндіріңіз.

Полимерді еріткішке қосқанда жүйенің тұтқырлығы күрт өседі.Полимердің сұйылтылған ерітінділерінің тұтқырлығы еріткіштің тұтқырлығынан 10-20 есе артық.Мұндай ерітінділердің тұтқырлығын вискозиметрде анықтайды.Сұйық диаметрі х капилляр арқылы аққанда жылдамдық градиентімен d ν /dx сипатталады.Себебі, сұйықтық ламинарлы ағыспен қозғалады, яғни капиллярдың қабырғасына жанасқан сұйықтық қабаты қозғалыссыз қалады, ал капиллярдың ортасына қарай жылжу жылдамдығы артады да, нақ ортасында жылдамдық максимал мәнге ие болады.Сұйықтықтың бұлай қозғалуы Ньютон заңымен анықталады:

Ғ= − ƞ S * d ν /dx

Ғ-сұйық қабатының үйкеліс күші, S-сұйық қабаттарының жанасу бетінің ауданы, ƞ-тұтқырлық көэффициенті. Теңдеудің оң жағындағы минус таңбасы үйкеліс күші жылжу бағытына кері екенін көрсетеді.

Орташа молекулалық массаны анықтау үшін тұтқырлық коэффициентінің абсолют мәнін емес, салыстырмалы тұтқырлық мәнін пайдаланады:

Ƞ_сал= Ƞ_{ерітінді} / Ƞ_{еріткіш}

Полимер ерігендегі тұтқырлықтың өсуінің, еріткіштің тұтқырлығына қатынасы меншікті тұтқырлық д.а:

Ƞ_мен= (Ƞерітінді − Ƞеріткіш) /Ƞеріткіш = Ƞ_сал − 1

Меншікті тұтқырлықтың еріткіштегі полимердің концентрациясына C қатынасы келтірілген тұтқырлық д.а.

Ƞ_кел= Ƞ_мен / С

Концентрация өскен сайын сұйытылған ерітінділердің меншікті, салыстырмалы, келтірілген тұтқырлықтары өседі.

Жалпы, сұйытылған ерітінді деп полимердің тізбекті молекулалары іс жүзінде бір-бірімен әрекеттеспейтін ерітіндіні айтады. Сұйылтлған ерітінділерде макромолекулалар бір-бірінен өзінің геометриялық мөлшерінен артық белгілі бір τқашықтықта орналасады.

М ұндай ерітінділерде макромолекула бөліктері біркелкі жатпайды. Ерітіндінің бір жері таза еріткіштен тұрса, екінші жерінде еріткіште ісінген полимер шумақтары жатады. Осы шумақтағы макромолекула сегменттері әдетте бір-біріне жанаспайтын аймақ құрып, не бір координациялық гидродинамикалық сфера түзіп қалыптасады. Координациялық сфералар бір бірінен алшақ орналасады.

Полимердің концентрациясы координациялық сфераның ішінде аз-ақ, бірақ ерітіндінің орташа концентрациясынан жоғары болады. Демек, бір макромолекуланың алатын көлемінің екінші макромолекуланың көлеміне ешқандай әсері болмайды. Осындай бір-біріне әсер етпейтіндей оқшау орналасқан макромолекулалардың көлемі макромолекулалардың оқшауланған көлемі β д .а Макромолекуланың оқшауланған көлемі оның физикалық көлеміне тең емес. Ол бөлшектердің пішіні мен полимер-полимер және полимер-еріткіш әрекеттестігінің шамасымен анықталады. Ө-еріткіште буынаралық әрекеттестік болмайды, оның орнына буындар мен еріткіш молекулаларының әрекеттестігі қалыптасады. Макромолекуланың, олардың ешқандай өзара байланысын болдырмайтын Ө-еріткіштегі мөлшерін макромолекуланың ұйытқымаған мөлшері дейді. Егер сұйытылған ерітінді Ө-жағдайда болса, яғни Т=Ө, А₂=0, макромолекуланың оқшауланған көлемі нөлге тең, β=0.полимерлердің еріткішпен термодинамикалық әрекеттестігі неғұрлым күшті болса, яғни, А₂ мәні неғұрлым жоғары болса, макромолекула соғұрлым көбірек ісінеді, демек оқшауланған көлем үлкенірек болады, β>0.

Сонымен, макромолекулалардың оқшауланған көлемі сұыйтылған ерітіндінің энергетикалық сипаттамасы. Ол температураға, полимердің молекулалық массасына, полимер мен еріткіштің табиғатына байланысты. Полимерлі шумақтардың мөлшерін макромолекуланың ортасынан тізбек ұштарының орташа квадраттық қашықтығымен (h ) немесе макромолекула массасының ортасынан оның кез келген буынына дейінгі орташа қашықтықты көрсететін орташа квадраттық инерция радиусымен ( R ) сипаттайды.

Макромолекуламен әрекеттесе алатын жақсы еріткіште оның мөлшері α рет өзгереді, яғни α=(h ) / ( h ) , α-макромолекуланың ісіну коэффициенті.