ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Исследование кинетики ограниченного набухания полимера из "Практикум по коллоидной химии и электронной микроскопии" Согласно современным представлениям, достаточно гибкие макромолекулы в растворе находятся в виде статистических клубков, пропитанных растворителем. Наличие таких клубков с большим гидродинамическим диаметром, а также образование структур в растворе обусловливает аномальную зависимость вязкости растворов полимеров от их концентрации, не подчиняюш уюёя уравнению Эйнштейна. [c.136] Характеристическая вязкость, отражающая гидродинамическое сопротивление молекул полимера потоку жидкости, может быть определена для разбавленных растворов полимеров, в которых взаимодействие макромолекул между собой настолько мало, что им можно пренебречь. Для нахождения характеристической вязкости устанавливают зависимость вязкости от концентрации в довольно узком интервале низких концентраций и полз/ енные результаты экстраполируют к нулевой концентрации. [c.137] Константы к VI а для каждой системы полимер — растворитель находят эмпирически, путем подстановки в уравнение (У.19) найденного значения [т ] и молекулярного веса, определенного одним из абсолютных методов (нанример, методом светорассеяния). [c.137] Теоретические расчеты показывают, что константа а для растворов полимеров в плохих растворителях равна 0,5. В хороших растворителях значение а повышается и может достигать 0,8. [c.137] В связи с тем, что терминология, используемая в вискозиметрии растворов полимеров, в последнее время претерпевала изменения, в табл. У.З приведены названия величин и их обозначения, принятые в вискозиметрии растворов полимеров. Во втором столбце этой таблицы дано обычно употребляемое название вязкости, а в третьем — н 1звания, рекомендованные Мея дународным союзом теоретической и прикладной химии. [c.138] Следует отметить, что полученное по уравнению (У.19) значение молекулярного веса является среднестатическим, поскольку любой реальный полимер представляет собой полидисперсную смесь макромолекул. [c.138] Значения срвдневязкостного молекулярного веса зависят от характера связи между [т] ] и М и лежат ближе к значениям средневесового, а не среднечисленного молекулярного веса. Поэтому при выборе констант к я а для расчета средневязкостного молекулярного веса лучше пользоваться данными, полученными методом светорассеяния, а не осмометрии, по которой определяется среднечисленный молекулярный вес. Это уменьшает ошибки при расчете и позволяет получить более достоверные значения молекулярного веса. При определении молекулярного веса необходимо обращать внимание на то, чтобы полученное значение находилось в пределах того диапазона значений молекулярного веса, для вычисления которого эмпирическое уравнение ( .19) применимо с достаточной точностью. [c.138] В табл. У Л приведены значения констант к ж а для некоторых полимеров. [c.138] Определение вязкости растворов полимеров основано на измерении времени истечения жидкостей из капилляра вискозиметра. Расчет проводят по уравнению Пуазейля [уравнение (У.б)]. [c.138] Необходимым условием использования уравнения Пуазейля для расчета вязкости является ламинарность движения жидкости в капилляре. Турбулентности потока избегают путем соответствующего подбора диаметра и длины капилляра вискозиметра.- В вискозиметрах, применяемых для определения вязкости растворов полимеров, условия течения жидкости в капилляре при обычных перепадах давления соответствуют числам Рейнольдса, меньшим 200. Отклонения от закона Пуазейля возможны также вследствие того, что, строго говоря, растворы полимеров представляют собой неньютоновские жидкости, вязкость которых зависит от скорости их истечения через капилляр. Для того чтобы свести к минимуму этот источник ошибок, для измерений вязкости растворов полимеров принято использовать вискозиметры, время истечения жидкости в которых достаточно велико и составляет 100—200 с. [c.140] Для определения вязкости растворов полимеров обычно применяют капиллярные вискозиметры типа вискозиметра Оствальда или вискозиметра Уббелоде (рис. У.б). [c.140] При истечении раствора в вискозиметре Оствальда происходит постепенное уменьшение высоты столба жидкости к, что приводит к созданию переменного гидростатического давления р. Поэтому в вискозиметр Оствальда всегда наливают одно и то же количество раствора. [c.140] В вискозиметре Уббелоде поток жидкости прерывается в конце капилляра, и поэтому давление столба жидкости, под которым происходит ее течение, не зависит от объема жидкости, заливаембй в вискозиметр. Вискозиметры такого тцпа называются вискозиметрами с висячим уровнем. Их основным преимуществом является то, что разбавление растворов можно осуществлять непосредственно в вискозиметре. [c.140] Вискозиметр Оствальда (для первого варианта работы) или вискозиметр Уббелоде с висячим уровнем (для второго варианта работы). [c.140] Растворы полимера (четыре — для первого варианта работы и один — для второго варианта). [c.140] В тщательно вымытый вискозиметр (см. рис. У.ба) наливают определенный объем растворителя до метки, нанесенной на нижнем шарике 1. Помещают вискозиметр в термостат так, чтобы капилляр 2 и верхний шарик 3 были полностью погружены в термо-статирующую жидкость. Выдерживают вискозиметр в термостате 10 мин, после чего приступают к измерениям. С помощью груши засасывают растворитель в верхний шарик 3 выше верхней метки и определяют время истечения растворителя от верхней метки шарика до нижней. Определение времени истечения проводят не менее трех раз и берут среднее из полученных значений. [c.141] Вынимают вискозиметр из термостата, выливают растворитель и заполняют вискозиметр раствором полимера наименьшей концентрации. После 10 мин термостатирования определяют время. истечения данного раствора. Подобным образом определяют время истечения всех остальных растворов полимера в порядке возрастания концентрации. В конце работы тщательно промывают прибор и повторно определяют время истечения растворителя. [c.141] Тщательно вымытый и просушенный вискозиметр (см. рис. .66) помещают в термостат, в котором поддерживается строго постоянная заданная температура. При этом необходимо следить за тем, чтобы капилляр 3 и шарик вискозиметра 4 были полностью погружены в термостатирующзто жидкость. [c.141] Работу начинают с определения вязкости раствора полимера. В колено 6 с помощью пипетки наливают 5 мл исходного раствора. После 10—15 мин термостатирования при помощи групш с резиновой трубкой, надетой на колено 5 вискозиметра, засасывают раствор в шарик вискозиметра чуть выше верхней метки. [c.142] Вернуться к основной статье