Растворы вмв и их свойства.

Растворы ВМВ являются истинными растворами. Это термодинамически устойчивые системы. Их образование протекает самопроизвольно с уменьшением энергии Гиббса (G<0). Растворы ВМВ имеют свойства, общие с истинными и коллоидными растворами, а также обладающие специфическими свойствами. Растворы ВМВ, как и истинные растворы, можно разбавлять или концентрировать до определенного предела. Если в макромолекуле ВМВ имеются полярные ионогенные группировки, то может осуществляться диссоциация макромолекул, в результате чего образуются макроионы. Растворы ВМВ гомогенны и в большинстве случаев гидрофильны. Размеры частиц ВМВ соответствуют размерам частиц коллоидных частиц, поэтому они обладают рядом свойств коллоидных растворов, т.е. медленно диффундируют, не проникают через диализационные (полупроницаемые) мембраны, показывают слабое светорассеяние (размытый конус Тиндаля). Однако в отличие от коллоидных растворов растворы ВМВ не имеют поверхностей раздела, способны самостоятельно растворяться в определенных растворителях, очень устойчивы. Агрегативная устойчивость растворов ВМВ, так же как и устойчивость коллоидных растворов, зависит от дзета-потенциала и плотности гидратной оболочки.

Специфические свойства вмв.

Они зависят от пространственной структуры, гибкости молекул, наличия большого количества связей. К специфическим свойствам относятся: набухание, вязкость, осмотическое давление.

Набухание.

Набухание – это процесс поглощения низкомолекулярного растворителя высокомолекулярным веществом.

Различают два вида набухания:

• ограниченное, сопровождающееся увеличением объема и массы полимера;

• неограниченное, сопровождающееся растворением полимера.

Вид набухания определяется природой ВМВ. Так, чем больше в составе молекулы ВМВ гидрофильных полярных группировок (карбоксильная группа –СООН, гидроксогруппа –ОН, меркаптильная группа –SH, аминогруппа –NH₂ и их производные), тем больше вероятность неограниченного набухания. Также лучше набухают полимеры с линейной структурой макромолекул.

На степень набухания оказывают влияние природа и концентрация электролита. Так, анионы способствуют набуханию в большей степени, чем катионы. Анионы по способности увеличивать степень набухания располагаются: SO₄^2–<Cl^–<NO₃^–<Br^–<I^–<SCN^– (степень набухания в этом ряду увеличивается, а степень гидратированности уменьшается; с увеличением радиуса уменьшается степень гидратированности, поэтому Br^- перед I^-). Из катионов K⁺, Na⁺ способствуют набуханию, а Са²⁺ - препятствую набуханию.

Молекулы низкомолекулярного вещества проникают в свободное пространство макромолекул ВМВ и в пространство между макромолекулами. В результате внутри макромолекул и между ними раздвигаются звенья, связи между макромолекулами ослабевают, и макромолекулы могут перемещаться в раствор. При этом идет односторонняя диффузия, ВМВ увеличивается в объеме, увеличивается его масса. Одно и то же вещество может набухать в нескольких растворителях, но в разной степени. Так, каучук лучше набухает в сероуглероде CS₂ и трихлорметане CCl₃H, и хуже в эфире или нитробензоле C₆H₅NO₂. О набухании судят по приращению объема V=V–V₀ или по приращению массы m=m–m₀. Характеристикой процесса набухания является степень набухания (а), которая показывает, отношение прироста объема или массы набухшего геля к его первоначальному объему или массе: a=(m-m₀)/m₀ или a=(V-V₀)/V₀.

Набухание – экзотермический процесс, причем наибольшее количество тепла выделяется в начале процесса (при сольватации полимера).