ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отдельная молекула полимера в растворе из "Физика растворов" Закономерности набухания молекул различных полимеров очень разнообразны. Растворим вначале набухание молекулы гомополимера, состоящей из одинаковых мономерных единиц. Здесь нужно различать два случая. [c.67] В качестве первого случая рассмотрим такой полимер и такой низкотемпературный растворитель, что мономерные звенья полимеров и молекулы растворителя представляют собой жидкости, не смешивающиеся при низких температурах (вследствие тоге, что энергия этих двух жидкостей в полностью разделенном состоянии Меньше, чем их энергия в полностью перемешанном состоянии). С повышением температуры, вследствие повышения роли энтропийных эффектов, взаимная растворимость таких жидкостей возрастает, и при температуре, превышающей температуру верхней критической точки смешения, эти жидкости должны были бы перемешиваться полностью. Теоретически состояние полимерного клубка таких мономеров, находящегося в низкомолекулярном растворителе, рассмотрено в обзоре [ 1 ] и в монографии [2]. [c.67] Гауссово распределение (4.3) соответствует предположению о свободной диффузии сегмента с ростом его номера вдоль полимерной цепи. [c.68] При температурах ниже 0-точки, когда эффективное взаимодействие сегментов является притяжением, полимерный клубок сжимается (рис. 4.1). [c.69] При дальнейшем понижении температуры начинает проявляться коллапс полимерного клубка. Это явление происходит аналогично расслоешю обычного раствора на две фазы при температурах ниже критической точки смешения. Часть мономерных звеньев в середине клубка, отделяясь от растворителя, конденсируется в компактную глобулу, состоящую только из вещества клубка глобула контактирует с растворителем, в который погружены петли полимерной цеци, отходящие от поверхности глобулы и образующие вторую, слабо концентрированную фазу раствора. [c.69] Перейдем теперь ко второму случаю, когда молекулам растворителя энергетически выгодно контактировать с некоторыми участками мономерных звеньев полимерной цепи. Примером может служить раствор, где растворителем является вода, а на звеньях полимерной цепи имеются и гидрофобные, и полярные группы. В веществах с низким молекулярным, весом в этом случае возникают разнообразные фазы лиотропных жидких кристаллов (см. гл. 3). Стерические ограничения, налагаемые тем обстоятельством, что мономеры полимерной цепи связаны друг с другом, не допускают проявления картины чередования жидкокристаллических мезофаз, наблюдающейся у низкомолекулярных веществ, однако две закономерности, которые ясно проявляются в ламеллярных фазах лиотропных жидких кристаллов, должны сохраниться и для растворов полимеров. Это — ограниченное набухание в случае, когда в полимерной цепи имеются недиссоци-ирующие в воде полярные группы, и неограниченное набухание, связанное с диссоциацией полярных групп и действием осмотического давления диссоциировавших ионов. [c.70] Так же, как и при набухании по Фпори (4.5), при набухании под действием осмотического давления диссоциировавших ионов клубок занимает промежуточное положение между шаровым гауссовым клубком и полностью вытянутой полимерной нитью. [c.70] Как и в случае лиотропных жидких кристаллов, в которых наблюдается равновесие жидкокристаллической ламеллярной и квазикристаллической ламеллярной фаз или равновесие жидкокристаллической ламеллярной фазы и истинного раствора, в достаточно длинном полимерном амфифиль-ном клубке может также существовать фазовое равновесие . При этом полимерный клубок будет гетерогенным его внутренней части будет соответствовать меньшее набухание, а петлям полимерной цепи, исходящим из этой компактной части и образующим вторую фазу в растворе, — большее набухание. [c.70] Экспериментально набухание отдельных молекул полимера в водных растворах, связанное с ионизацией полярных групп, наблюдается в полиэлектролитах (см., например, [4]). [c.70] Вернуться к основной статье