Контрольная работа: Химия и физика пленкообразующих веществ

Химия и физика пленкообразующих веществ.

Контрольная работа №1

Билет №13
1	—	Персистентная длина цепи.
2	—	Влияние концентрации полимера и термодинамического качества растворителя на вязкость концентрированных растворов.
3	—	Методы определения оптических свойств покрытий.
Билет №7
1	—	Ультрацентрифугирование.
2	—	Методы измерения вязкости жидкостей: капиллярная и ротационная вискозиметрия.

Билет №13.

1. Персистентная длина цепи.

Персистентная длина цепи. Эта характеристика гибкости макромолекул основана на графическом анализе проекции полимерной цепи, образующей на плоскости линию с непрерывно изменяющейся кривизной («червеобразную» цепь) [рис.1].

Эта характеристика гибкости макромолекул была предложена Породом и Доти.

Проекция вектора расстояния между концами бесконечно длинной цепи на направление касательной первому звену такой молекулы, равная , и соответствует персистентной длине.

Персистентная длина в 2 раза меньше статистического сегмента Кулона, т.е.

.

Оценить значения целесообразно для полужестких цепей, когда

В этом случае:

Рис.1. Проекции цепи на плоскость для расчета:

а) размеров сегмента Куна; б) персистентной длины.

Билет №13.

2. Влияние концентрации полимера и термодинамического качества растворителя на вязкость концентрированных растворов.

Смешение линейного или разветвленного полимера с низкомолекулярной жидкостью может привести либо к растворению, либо к образованию коллоидной системы – в зависимости от достигаемой степени дисперсности. При достижении молекулярной степени дисперсности образуются истинные растворы, для которых характерны самопроизвольность образования, равновестность, гомогенность, стабильность.

Системы полимер – растворитель , концентрация полимера в которых такова, что взаимодействием между растворенными макромолекулами можно пренебречь, называются разбавленными растворами. Концентрационной границей является величина . Макромолекулы в разбавленном растворе представляют собой более или менее анизотропные по форме статистические клубки, способные удерживать в результате сольватации или иммобилизации некоторое количество молекул растворителя. Свободное движение таких молекулярных клубков может быть уподоблено движению сферической частицы, радиус которой соответствует большой полуоси гипотетического эллипсоида вращения, а объем ее равен объему статистического клубка. Вязкость таких растворов описывается уравнением Энштейна:

здесь - коэффициент формы; для сферической частицы , для клубков анизотропной формы:

где a и b – большая и малая полуоси гипотетического эллипсоида вращения молекулярного клубка, - объемная доля полимера.

Закон Эйнштейна выполняется достаточно строго лишь до концентрации .

Однако асимметрия молекулярных клубков является причиной проявления аномалии вязкостных свойств даже в разбавленных растворах синтетических и природных полимеров вследствие ориентации таких частиц в потоке при достаточно больших τ, а также из-за гидродинамического взаимодействия. При небольших и средних τ разбавленные растворы полимеров являются ньютоновскими жидкостями.

Растворы полимеров, в которых отсутствует линейность концентрационной зависимости вязкости, называются концентрированными.

Резкое увеличение вязкости концентрированных растворов с повышением концентрации полимера объясняется следующими структурными и термодинамическими факторами:

--> ЧИТАТЬ ПОЛНОСТЬЮ <--