Полимерные соединения и их применение. Максанова Л.А - 91 стр.

UptoLike

Рубрика: 

Степень полимеризации, или величина молекулярной
массы полимера, безусловно, влияет на растворимость или
набухание, так как с увеличением длины макромолекуляр-
ных цепей энергия их межмолекулярного взаимодействия
возрастает. Это затрудняет раздвижение длинных цепей, что
ведет и к затруднению процесса набухания и растворения
полимера.
Химический состав полимера так же сказывается на
его набухании и растворении. Так, производные целлюлозы
(ацетил, - нитроцеллюлозы), поливинилацетат, имеющие
различную степень замещения ацетил- или нитрогруппами,
обладают различной степенью набухания или растворения.
Триацетильное производное целлюлозы ограниченно сме-
шивается с кетонами, эфирами, а моно-, диацетилцеллюлоза
неограниченно набухает и растворяется в ацетоне и других
кетонах. Или тринитрат целлюлоза частично набухает в
ацетоне, в то время как моно-, динитратцеллюлоза неогра-
ниченно набухает в ацетоне.
Аморфные и кристаллические полимеры по разному
относятся к набуханию и растворению. Вследствие большой
величины межмолекулярного взаимодействия кристалличе-
ский полистирол, политетрафторэтилен, полиэтилен не рас-
творимы ни в одном из известных растворителей даже при
высокой температуре.
Поперечные химические связи между макромолеку-
лярными цепями даже в небольшом количестве могут сыг-
рать сильное влияние на набухание и растворение полиме-
ра. Так, каучук после вулканизации может полностью поте-
рять способность к растворению или набуханию.
Разрушение поперечных связей в таких полимерах
приводит к изменению способности их к растворению и на-
буханию. Ограниченно набухающий полимер, имеющий
небольшое количество поперечных связей, можно превра-
тить в растворимый при механической обработке, что гово-
рит о разрушении поперечных связей. Так происходит на
практике при вальцевании полимерных материалов.
Набухание и растворение высокомолекулярных со-
единений определенное влияние оказывает температура, что
связано с термодинамикой растворов. Обычно на первой ста-
дии набухания процесс экзотермичен, поэтому повышение
температуры приводит к уменьшению равновесного набуха-
ния. Во второй стадии набухание становится эндотермиче-
ским процесс и для сдвига равновесия в сторону увеличения
степени набухания необходимо повышение температуры.
5.3. Истинные растворы.
Полимеры могут образовывать истинные растворы
подобно низкомолекулярным соединениям. Вследствие осо-
бенностей строения полимеров процесс растворения их от-
личается от процесса растворения низкомолекулярных со-
единений, где молекулы последних соизмеримы с молекула-
ми растворителя и происходит двухсторонняя диффузия. В
случае растворения полимеров такая двухсторонняя диффу-
зия невозможна вследствие несоизмеримости размеров мак-
ромолекулы и молекулы растворителя. Поэтому растворе-
нию полимеров всегда предшествует процесс набухания.
Растворение полимеров можно рассматривать как процесс
смешивания двух веществ, где происходит равномерное рас-
пределение молекул растворенного вещества в растворе. В
случае процесса неограниченного набухания полимера обра-
зуется однофазная, термодинамически устойчивая и обрати-
мая системаистинный раствор.
Высокомолекулярные соединения в растворах, даже в
достаточно разбавленных, не всегда находятся в состоянии
молекулярной раздробленности. Часто наблюдаются скопле-
ния полимерных молекул в виде ассоциатов или роев. Только
в сильно разбавленных растворах (до 0,5г/100 мл) полимер
может находиться в виде отдельных молекул.
       Степень полимеризации, или величина молекулярной     рит о разрушении поперечных связей. Так происходит на
массы полимера, безусловно, влияет на растворимость или     практике при вальцевании полимерных материалов.
набухание, так как с увеличением длины макромолекуляр-            Набухание и растворение высокомолекулярных со-
ных цепей энергия их межмолекулярного взаимодействия        единений определенное влияние оказывает температура, что
возрастает. Это затрудняет раздвижение длинных цепей, что   связано с термодинамикой растворов. Обычно на первой ста-
ведет и к затруднению процесса набухания и растворения      дии набухания процесс экзотермичен, поэтому повышение
полимера.                                                   температуры приводит к уменьшению равновесного набуха-
       Химический состав полимера так же сказывается на     ния. Во второй стадии набухание становится эндотермиче-
его набухании и растворении. Так, производные целлюлозы     ским процесс и для сдвига равновесия в сторону увеличения
(ацетил, - нитроцеллюлозы), поливинилацетат, имеющие        степени набухания необходимо повышение температуры.
различную степень замещения ацетил- или нитрогруппами,
обладают различной степенью набухания или растворения.             5.3. Истинные растворы.
Триацетильное производное целлюлозы ограниченно сме-               Полимеры могут образовывать истинные растворы
шивается с кетонами, эфирами, а моно-, диацетилцеллюлоза    подобно низкомолекулярным соединениям. Вследствие осо-
неограниченно набухает и растворяется в ацетоне и других    бенностей строения полимеров процесс растворения их от-
кетонах. Или тринитрат целлюлоза частично набухает в        личается от процесса растворения низкомолекулярных со-
ацетоне, в то время как моно-, динитратцеллюлоза неогра-    единений, где молекулы последних соизмеримы с молекула-
ниченно набухает в ацетоне.                                 ми растворителя и происходит двухсторонняя диффузия. В
       Аморфные и кристаллические полимеры по разному       случае растворения полимеров такая двухсторонняя диффу-
относятся к набуханию и растворению. Вследствие большой     зия невозможна вследствие несоизмеримости размеров мак-
величины межмолекулярного взаимодействия кристалличе-       ромолекулы и молекулы растворителя. Поэтому растворе-
ский полистирол, политетрафторэтилен, полиэтилен не рас-    нию полимеров всегда предшествует процесс набухания.
творимы ни в одном из известных растворителей даже при      Растворение полимеров можно рассматривать как процесс
высокой температуре.                                        смешивания двух веществ, где происходит равномерное рас-
       Поперечные химические связи между макромолеку-       пределение молекул растворенного вещества в растворе. В
лярными цепями даже в небольшом количестве могут сыг-       случае процесса неограниченного набухания полимера обра-
рать сильное влияние на набухание и растворение полиме-     зуется однофазная, термодинамически устойчивая и обрати-
ра. Так, каучук после вулканизации может полностью поте-    мая система – истинный раствор.
рять способность к растворению или набуханию.                      Высокомолекулярные соединения в растворах, даже в
       Разрушение поперечных связей в таких полимерах       достаточно разбавленных, не всегда находятся в состоянии
приводит к изменению способности их к растворению и на-     молекулярной раздробленности. Часто наблюдаются скопле-
буханию. Ограниченно набухающий полимер, имеющий            ния полимерных молекул в виде ассоциатов или роев. Только
небольшое количество поперечных связей, можно превра-       в сильно разбавленных растворах (до 0,5г/100 мл) полимер
тить в растворимый при механической обработке, что гово-    может находиться в виде отдельных молекул.