3. Молекулярна маса вмс

Одним із найважливіших параметрів ВМС є молекулярна маса. Як правило, ВМС складаються із суміші макромолекул з різними молекулярними масами. Тому для її характеристики використовують середню молекулярну масу: це середньочисельна М_nі середньомасова М_m.

Середньочисельна молекулярна маса показує середню масу, що припадає на одну частинку:

M_n = n_i∙M_i/n_i ( 10.0)

де n_i- кількість макромолекул з молярною масоюМ.

Середньомасова молекулярна маса показує відношення маси даної фракції до загальної маси ВМС:

M_n = m_i∙M_i/m_i ( 10.0)

де m- маса молекул з молярною масою M.

Якщо ВМС має макромолекули одного розміру, то Мm=Мn.

В інших випадках Мm>Мn, а їх співвідношення називається коефіцієнтом дисперсності.

Методи визначення молекулярної маси ВМС поділяються на:

Хімічні – пов’язані з визначенням кількості функціональних груп.

Термодинамічні – зводяться до визначення мольної частки ВМС в розчині.

Молекулярно – кінетичні методи основані на явищах дифузії, ультрацентрифугування, та визначені в’язкості.

Оптичні – основані на визначенні інтенсивності розсіювання світла.

Одним з найбільш поширених є методів є віскозиметричний метод – метод вимірювання в’язкості.

В’язкість розчинів ВМС набагато вища, ніж розчинів низькомолекулярних сполук з такою самою об’ємною концентрацією. Експериментальні дані показали, що питома в’язкість зростає з ростом молекулярної маси при сталих концентраціях.

Штаудінгер запропонував залежність в’язкості розчину ВМС лінійної структури від молекулярної маси полімеру:

_пит = К∙М∙с ( 10.0)

де _пит -питома в’язкість;

К -стала гомологічного ряду полімерів.

_пит = ( - _о)/_о ( 10.0)

де , _о- відповідно, в’язкості розчину та розчинника.

Питома в’язкість, віднесена до концентрації системи, називається зведеною в’язкістю

_зв =_пит/с =КМ ( 10.0)

Для розчинів ВМС зведена в’язкість _звзростає із збільшенням концентрації. Цей зростання зумовлене підсиленням взаємодії між макромолекулами. Екстраполюючи залежність в’язкості від концентрації (рис. 63) на вісь ординат, одержуємо характеристичну в’язкість:

[] = lim (_пит/c) ( 10.0)

Характеристична в’язкість не залежить від концентрації розчину та конформаційного стану макромолекул. Залежність характеристичної в’язкості від молекулярної маси описується рівнянням Марка-Куна - Хаувінка:

[] = k∙М^( 10.0)

де k- стала для гомологічного ряду полімерів.

параметр, що характеризує форму макромолекули в розчині.

Його значення змінюється в межах 0,55-0,85 та характеризує пружність ланцюгів макромолекули в розчині.

Рис. 71. Визначення характеристичної в’язкості розчину ВМС.

Коефіцієнти kівизначають експериментально. За даними характеристичної в’язкості можна розрахувати середню молекулярну масу ВМС.

( 10.0)

11. ГрубоДисперсні системи.

1. Суспензії

Суспензії – це системи, що складаються з твердої дисперсної фази та рідкого дисперсійного середовища. На відміну від золів – мікрогетерогенних систем, суспензії це середньо, та грубодисперсні системи.

Суспензії це седиментаційно нестійкі системи; молекулярно-кінетичні властивості у них виявляються слабко. За однієї і тієї самої масової концентрації питома поверхня частинок золю значно перевершує питому поверхню частинок суспензії, що обумовлює інтенсивність усіх поверхневих явищ.

Суспензії одночасно поглинають і розсіюють світло, хоча їх частинки за розмірами більше колоїдних. При цьому, на відміну від опалесцюючих золів, суспензії виявляють мутність не тільки при боковому освітленні, а й у світлі, що проходить. Разом з тим суспензіям, як і золям, властиво подвійне променезаломлення в потоці.

Суспензії і золі за агрегатною стійкістю вони мають багато спільного. Як правило, частинки суспензій, як і частинки ліофобних колоїдів, мають на поверхні подвійний електричний шар або сольватну оболонку. Під впливом електролітів суспензії коагулюють, тобто їх частинки злипаються, утворюючи агрегати. Явища тиксотропії і реопексії (утворення структур в процесі руху дисперсної системи) при дотриманні певних відповідних умов виявляються у суспензії майже завжди більшою мірою, ніж у ліофобних колоїдних систем.

Для суспензій характерний ряд процесів, не властивих колоїдним системам, або вони відбуваються у останніх інакше, ніж у суспензій. До таких процесів належать флотація, фільтрація і кольматація.

Фільтрація суспензій визначається дисперсністю та ступенем агрегації частинок, а також утворенням коагуляційної структури і здатністю її до самозагуснення у фільтруючому осаді. Фільтрація є складним фізико-хімічним процесом, на який впливають фактори, що керують агрегацією частинок та розвитком коагуляційних структур. Не менш складний процес кольматації - «вмивання» найменших глинистих і мулових частинок в порах ґрунту, внаслідок чого зменшується водопровідність різних гідротехнічних споруд, наприклад дамб, гребель і та ін.

До суспензій належать вологі ґрунти, глиняне та харчове тісто, цементні та вапняні розчини. Суспензіями також називають зависі пігментів в органічних середовищах, які застосовують в ролі масляних фарб і кольорових лаків, зависі графіту та вугілля, що використовують для створення центрів кристалізації з метою запобігання утворенню накипів у котлах і та ін.