Физические методы исследования полимеров. Шестаков А.С. - 76 стр.

UptoLike

Составители: 

76
сит от молекулярной массы смешиваемых компонентов . Если эксперимен-
тальное значение χ
12
>χ
кр
, то система полимер-растворитель термодинами-
чески несовместима. Чем больше молекулярная масса полимера, тем
меньше χ
кр
, тем меньше должно быть значение χ
12
, чтобы полимер раство-
рялся в данном растворителе . Ориентировочно можно считать, что раство-
ритель является хорошим” для данного полимера, если χ
12
<0,5 и пло-
хим”, если χ
12
>0,5. Если χ
12
<0, то в используемом растворителе полимер
растворим очень хорошо, а если χ
12
>1, то система полимер-растворитель
несовместима.
Зная объёмы полимера и сорбата, а также удельный удерживаемый
объём, можно рассчитать χ
12
из данных хроматографического эксперимен-
та. Если в качестве неподвижной фазы использовать смесь полимеров , то
можно рассчитать параметр термодинамического взаимодействия между
полимерами χ
23
. Для этого достаточно определить удельные удерживаемые
объёмы сорбата смесью полимеров и её отдельными компонентами. По-
скольку из-за высокой молекулярной массы χ
кр
смеси близка к нулю , то
принято считать полимеры взаиморастворимыми, если экспериментально
полученная величина χ
23
меньше нуля.
4.3. Эксклюзионная хроматография
Эксклюзионная хроматография это разновидность жидкостной
хроматографии, в которой разделение компонентов основано на распреде -
лении молекул в соответствии с их размером между растворителем, нахо -
дящимся в порах сорбента, и растворителем, протекающим между его час-
тицами. В процессе разделения небольшие молекулы попадают в сетку по -
лимера, в порах которой растворитель служит неподвижной фазой, и
удерживаются там , большие молекулы не могут проникнуть в полимерную
сетку и вымываются из колонки подвижной
фазой (рис.78). Вначале элюируются самые
большие , затем средние и потом небольшие
молекулы. Поэтому эксклюзионную хромато-
графию называют также молекулярно-
ситовой. Эксклюзионная хроматография под-
разделяется на гель-проникающую и гель-
фильтрационную . В гель-проникающей хро-
матографии разделение осуществляется на по -
лимерах, набухающих в органических раство-
рителях; если же полимеры набухают в воде ,
то обычно говорят о гель-фильтрационном
варианте.
Хроматографы для эксклюзионной хро-
матографии состоят из следующих основных
узлов (рис.79):
Рис.78 Схематическое
изображение механизма
разделения частиц в экс -
клюзионной хроматогра-
фии.
                                          76
сит от моле кулярной массы сме ш ив ае мых компоне нт ов . Е сли экспе риме н-
т альное знач е ние χ12>χкр, т о сист е ма полиме р-раст в орит е ль т е рмодинами-
ч е ски не сов ме ст има. Ч е м больш е моле кулярная масса полиме ра, т е м
ме ньш е χкр, т е м ме ньш е долж но быт ь знач е ние χ12, ч т обы полиме р раст в о-
рялсяв данном раст в орит е ле . О рие нт иров оч но мож но сч ит ат ь, ч т о раст в о-
рит е ль яв ляе т ся “хорош им” для данного полиме ра, е сли χ12<0,5 и “пло-
хим”, е сли χ12>0,5. Е сли χ12<0, т о в используе мом раст в орит е ле полиме р
раст в орим оч е нь хорош о, а е сли χ12>1, т о сист е ма полиме р-раст в орит е ль
не сов ме ст има.
        Зная объ ё мы полиме ра и сорбат а, а т акж е уде льный уде рж ив ае мый
объ ё м, мож но рассч ит ат ь χ12 из данных хромат ографич е ского экспе риме н-
т а. Е сли в кач е ст в е не подв иж ной фазы использов ат ь сме сь полиме ров , т о
мож но рассч ит ат ь параме т р т е рмодинамич е ского в заимоде йст в ия ме ж ду
полиме рами χ23. Д ляэт ого дост ат оч но опре де лит ь уде льные уде рж ив ае мые
объ ё мы сорбат а сме сью полиме ров и е ё от де льными компоне нт ами. По-
скольку из-за в ысокой моле кулярной массы χкр сме си близка кнулю , т о
принят о сч ит ат ь полиме ры в заимораст в оримыми, е сли экспе риме нт ально
получ е ннаяв е лич ина χ23 ме ньш е нуля.

       4.3. Эксклюзио нна я хр о ма то гр а ф ия
       Э ксклю зионная хромат ография – эт о разнов идност ь ж идкост ной
хромат ографии, в кот орой разде ле ние компоне нт ов основ ано на распре де -
ле нии моле кул в соот в е т ст в ии с их разме ром ме ж ду раст в орит е ле м, нахо-
дящимсяв порах сорбе нт а, и раст в орит е ле м, прот е каю щим ме ж ду е го ч ас-
т иц ами. В проц е ссе разде ле нияне больш ие моле кулы попадаю т в се т ку по-
лиме ра, в порах кот орой раст в орит е ль служ ит не подв иж ной фазой, и
уде рж ив аю т сят ам, больш ие моле кулы не могут проникнут ь в полиме рную
                                   се т ку и в ымыв аю т ся из колонки подв иж ной
                                   фазой (рис.78). В нач але элю ирую т ся самые
                                   больш ие , зат е м сре дние и пот ом не больш ие
                                   моле кулы. Поэт ому эксклю зионную хромат о-
                                   графию        назыв аю т  т акж е  моле кулярно-
                                   сит ов ой. Э ксклю зионная хромат ография под-
                                   разде ляе т ся на ге ль-проникаю щую и ге ль-
                                   фильт рац ионную . В ге ль-проникаю ще й хро-
                                   мат ографии разде ле ние осуще ст в ляе т сяна по-
                                   лиме рах, набухаю щих в органич е ских раст в о-
                                   рит е лях; е сли ж е полиме ры набухаю т в в оде ,
                                   т о обыч но гов орят о ге ль-фильт рац ионном
Рис.78      С хе мат ич е ское в ариант е .
изображ е ние ме ханизма                   Хромат ографы для эксклю зионной хро-
разде ле ния ч аст иц в экс- мат ографии сост оят из сле дую щих основ ных
клю зионной хромат огра- узлов (рис.79):
фии.