Контрольная работа: Химия и физика пленкообразующих веществ
- хуже термодинамическое качество растворителя
- больше молекулярная масса полимера
- шире молекулярно-массовое распределение (при )
- жестче полимерные цепи
- ниже температура раствора.
Рис. 2.1 Влияние концентрации полимеров ( φ – объемная доля полимеров) на эффективную вязкость концентрированных растворов полимеров:
1 – жесткоцепные полимеры (
2 – полужесткоцепные полимеры
3 – гибкоцепные полимеры (
Следует отметить неопределенность понятия «концентрированный раствор полимера», тем более что граничное условие тоже приблизительно.
Например, Дж. Ферри относит к концентрированным также растворы полимеров, в которых отношение вязкости раствора к вязкости растворителя, т.е. больше 100. В зависимости от термодинамической гибкости макромолекул область перехода от разбавленных к концентрированным растворам составляет от долей % (мас.) – для жесткоцепных до 8-10% (мас.) – для гибкоцепных полимеров.
Условно принимают, что к среднеконцентрированным растворам можно отнести растворы, содержащие до 0,3 объемных долей полимера, с бо’льшим содержанием полимера – к высококонцентрированным. Влияние концентрации полимеров на вязкость неразрушенной структуры растворов полимеров различной гибкости иллюстрируется на [рис.2.1]. Возрастание при увеличении концентрации происходит тем интенсивней, чем более жестки макромолекулы.
Концентрационная зависимость существенно зависит от доли свободного объема системы. Согласно Фуджите – Касимото,
где:
Здесь и - вязкость растворов с объемными долями растворителя и при температуре Т , причем второй раствор ( выбран в качестве стандартного; - доля свободного объема стандартного раствора; - функция взаимодействия полимера с растворителем.
Зависимость или описывается также уравнением Келли – Бики:
где - объемная доля полимера в растворе; - параметр, включающий молекулярную массу полимера; - плотность раствора; - температура раствора; и - температуры стеклования полимера в твердом состоянии и в растворе соответственно; - температурный коэффициент свободного объема .
Для полимеров обычно принимают ,
т.е. , так как при
Для раствора , причем
Концентрационная зависимость вязкости растворов полимеров в первом приближении может быть описана следующими соотношениями:
по Я. Франкелю –
по С. Папкову –