1. Жмз. Негізгі түсініктері. Жмз жіктелуі.

Жоғары молекулалы қосылыстар (ЖМЗ, полимерлер) – бұл үлкен молекуладан (макромолекулалар) тұратын және молекулалық массасы 10⁴ м.а.б. және одан да жоғары болатын қосылыстар.

Мономер – бұл ЖМЗ-ты алатын төмен молекулалы зат (мысалы, этилен (С₂Н₄)).

Құрылымдық тізбек – бұл ЖМЗ макромолекуласында қайталанып келетін атомдар тобы (полиэтиленде – СН₂-).

Полимерлену дәрежесі – ЖМЗ макромолекуласындағы құрылымдық тізбектің мөлшерін көрсететін сан.

ЖМЗ жіктелуі

Табиғаты бойынша:

• синтетикалық полиметлер, мономерлердің полимеризациялану процесінің нәтижесінде алынады (синтетикалық каучуктер, пластмассалар, синтетикалық талшықтар);

• табиғи (биополимерлер) – белоктар, нуклейн қышқылдары, полисахаридтер және т.б.

Полимерлік тізбек құрылысы бойынша:

• бір өлшемді элементтердің ұзын тізбектерінен тұратын сызықтық полимерлер (табиғи каучук, целлюлоза)

• бүйірлік тармақталған тізбектерінен тұратын тармақталған полимерлер (гликоген, крахмал);

• біріңғай үш өлшемді торды түзетін кеңістіктегі полимерлер (фенолформальдегидті шайырлар);

• тізбектегі қысқа көпірлі химиялық байланыстармен оттек немесе күкірт (резина) атомы арқылы байланысқан, тігілген құрылымы бар кеңістіктегіполимерлер.

2. ЖМЗ ісінуі мен еруі

Жмз ерітінділері – бұл өздігінен түзіле алатын термодинамикалық тұрақты гомогенді қайтымды жүйелер.

Ісіну – бұл еріткіш молекулаларының полимерге еріп, оның массасы мен көлемінің ұлғаюы өздігінен жүретін процесс.

Шеті ісіну - бұл еріткіш молекулаларының полимерге еріп, оның массасы мен көлемінің белгілі бір мәнге дейін ұлғаюы өздігінен жүретін процесс.

Шексіз ісіну – бұл полекулааралық күштердің үзіліп, оның шын ерітіндісінің түзілуіне әкелетін ісіну процесі.

Әсәну дәрежесі – ісінудің сандық өлшемі

α_m= немесе

α_m= , осындағы

α_m, α_v – ісіну дәрежесі

m₀ – полимер үлгісінің бастапқы массасы

m – ісінген полимер үлгісінің массасы

V₀ – полимер үлгісінің бастапқы көлемі

V – ісінген полимер үлгісінің көлемі

Ісіну дәрежесіне әсер ететін факторлар:

• полимер табиғаты

• еріткіш табиғаты

• электролиттердің қатысуы

• температура

• ортаның рН

ісіну қысымы – еріткіш молекулаларының полимерге диффузиялануынан пайда болатын қысым.

3. Жмз ерітінділерінің тұтқырлығы

Тұтқырлық (тұтқырлық коэффиценті) – бұл сұйықтықтың бір-біріне қатысты қозғалатын қабаттарының арасындағы ішкі үйкелісі.

Сұйықтық ағыстарының типтері:

• ламинарлы – бұл өзара араласпайтын параллель қабаттар түріндегі сұйықтық ағысы;

• турбилентті – бұл өзара араласатын және толқындар түрінде болатын сұйықтық ағысы;

Ньютон заңы:

Сұйықтыққа түсірілген күш тұтқырлыққа, сұйықтықтың жанасқан қабаттарының ауданына және ағыстың жылдамдық градиентіне тура пропорционал болады.

F=η·S ,

F – сұйықтыққа түсірілген күш;

η – тұтқырлық;

S – сұйықтықтың жанасқан қабаттарының ауданы;

dW – көрші екі қабаттар жылдамдықтарының айырымы;

dX – қабаттар арасындағы қашықтық

– жылдамдық градиенті.

Ньютон заңын қолдану шарттары:

• ламинарлық ағыс;

• ЖМЗ сұйытылған ерітінділері

Полимер ерітінділерінің аномальды тұтқырлығы – бұл полимер молекулаларының өзара әрекеттесуінен тез бұзылатын кеңістіктегі құрылымдарды түзілуінен туындаған ағыстың қосымша кедергісі.

Салыстармалы тұтқырлық (η_сал) – бұл ерітінді тұтқырлығының таза еріткіштің тұтқырлығына қатынасы, сандық жағынан капилляр арқылы сәйкес сұйықтықтардың ағып өту уақытының қатынасына тең болады.

η_отн= = , осындағы

η_{отн –} салыстырмалы тұтқырлық, өлшемсіз шама;

η – ерітіндінің тұтқырлығы;

η_о – таза еріткіштің тұтқырлығы;

t- ерітіндінің ағып өту уақыты;

t₀- таза еріткіштің ағып өту уақыты.

Меншікті тұтқырлық (η_менш) – бұл еріткіш тұтқырлығының еріген затты енгізу есебінен салыстырмалы өсуі.

η_менш= =

Осындағы η_менш – меншікті тұтақтылық_, өлшемсіз шама.

Штаудингер теңдеуі – меншікті тұтқырлықтың полимердің молекулалық массасына тәуелділігі.

η_менш=K*M*C, осындағы

К – берілген полимердің гомологтық қатары үшін тұрақтысы;

М – полимердің молекулалық массасы;

С – полимер концентрациясы.

Келтірілген тұтқырлық (η_кел) – бұл ерітіндінің меншікті тұтқырлығының полимер ерітіндісінің консентрациясына қатынасы, полимердің молекулалық массасына пропорционал болады.

η_кел= = E*I , осындағы

Сипаттамалық тұтқырлық [η] – бұл консентрацияның нөлге ұмтылғандағы келтірілген тұтқырлықтың шегі, графикалық түрде анықталады.

[η] =

[η] – сипаттамалық тұрақтылық.

Ордината осін қиып өтетін кесінді сипаттамалық тұтқырлыққа сәйкес келеді.

Штаудингердің модификацияланған теңдеуі

[η] = К*М^α, осындағы

α – тізбектің иілгіштігіне байланысты макромолекуланың пішінінің сипаттайтын шама;

{K, α } – мәндері кестеде берілген тұрақтылық.