Общая характеристика и свойства растворов высокомолекулярных соединений

Ограниченное – набухание, не переходящее в полное растворение, останавливающееся на второй или  третьей его стадии. Так набухают при комнатной температуре желатина и целлюлоза в воде.

 

6.СТЕПЕНЬ НАБУХАНИЯ И СКОРОСТЬ НАБУХАНИЯ

Степень набухания a определяется массой жидкости (в кг), которая поглощается на данной стадии набухания и при данной температуре 1 кг высокополимера:

Скорость набухания (имеется в виду ограниченное набухание) обычно выражают в объемных единицах, поскольку в непрерывном процессе набухания удобнее вести наблюдение за изменением объема (в особых приборах – дилатометрах).

Уравнение кинетики набухания  в простейшем виде может быть дано известным уравнением реакции первого порядка

показывающем, что скорость набухания прямо пропорциональна  разности между предельным объектом набухшего ВМС V_¥ и объемом V_t в момент времени t и обратно пропорционально первоначальной толщине l слоя набухающего полимера. Константа скорости набухания k зависит от природы полимера и растворителя.

 

7.ФАКТОРЫ НАБУХАНИЯ

На степени скорость набухания  одного и того же ВМС в одном  и том же растворителе влияют такие факторы, как температура, давление, pH среды, присутствие посторонних, в особенности электролитов, степень измельчённости полимера, (возраст) полимера. При повышении температуры скорость набухания увеличивается, а степень предельного набухания уменьшается.

Влияние pH среды хорошо изучено для белков и целлюлозы. Минимум набухания лежит в области изоэлектрической точки (для желатины, например, при pH 4,7), по ту и другую сторону от этой точки степень набухания возрастает и, для сильных максимумов (из них большой в кислой зоне при pH 3,2), вновь уменьшается.

На скорость набухания влияет повышение  степени измельченности.

Влияние возраста всегда однозначно: чем свежее (моложе) ВМС, тем больше степень набухания и скорость набухания.

 

8.ДАВЛЕНИЕ НАБУХАНИЯ

          Ярким проявлением процесса набухания является увеличение объема набухшего тела. Если создать препятствие увеличение объема набухающего тела, то при этом развивается давление, вызываемое давлением набухания pH

где K – константа, зависящая от природы полимера и растворителя;

n – константа, почти не зависящая от стиля природы последних и в среднем приблизительно равна 3;

С – концентрация выраженная в кг сухого ВМС в 1м³ образовавшаяся системы.

 

9.НАРУШЕНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ РАСТВОРОВ ВМС

Все процессы нарушения устойчивости растворов ВМС связаны с переходом от полного растворения ВМС к ограниченному растворению или к нерастворимости. Изменение растворимости ВМС может быть вызвана либо понижением температуры, либо изменением состава раствора путем добавления жидкости, в которой ВМС не растворяется. Чаще всего нарушение устойчивости растворов ВМС связывают с введением в раствор электролитов.

Нарушение устойчивости растворов  ВМС при введении электролитов нельзя отождествлять с коагуляцией  лиофобных коллоидов. Коагуляция золей  происходит при введении малых концентраций электролита и представляет собой обычное необратимое явление.

Механизм коагуляции лиофобных  коллоидов и нарушение устойчивости ВМС различны. Выделение из раствора ВМС при добавлении электролита  объясняется уменьшением растворимости ВМС в концентрированном растворе электролита. Поэтому по аналогии с подобными явлениями в растворах низкомолекулярных веществ такое выделение ВМС из раствора называют высаливанием.

Под влиянием высокой и низкой температурой, при действии высококонцентрированных кислот и щелочей, дубильных веществ, лучистой энергии, ультразвука, механического воздействия высокого давления происходит специфическое необратимое осаждение белков, которая называется денатурацией.

Типичным примером может служить  денатурация куриного белка (альбумина) при варке.

 

10.Применение.

          Механическая прочность, эластичность, электроизоляционные и другие ценные технические свойства ВМС обуславливают их широкое применение в различных отраслях народного хозяйства и в быту. Высокомолекулярные соединения – основа пластмасс, химических волокон, резины, лакокрасочных материалов, клеев, герметиков, ионообменных смол. Биополимеры составляют основу всех живых организмов и участвуют во всех процессах жизнедятельности.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Заключение.

         Таким образом, высоко молекулярные соединения - это обычные органические вещества, молекулы которых имеют очень большой размер. Практически все важные свойства ВМС тесно связаны с их строением.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Список литературы.

1. Фролов Ю.Г. Курс  коллоидной химии. Поверхностные  явления и дисперсные системы.  – М.: Химия. – 1988. – 464 с.

2. Фридрихсберг Д.А.  Курс коллоидной химии. – СПб.: Химия. – 1995. – 400 с.

3. Воюцкий С.С. Курс  коллоидной химии. – М.: Химия. – 1964. – 574 с.

4. Щукин Е.Д., Перцов  А.В., Амелина Е.А. Коллоидная химия.  –  
М.: Высш. шк. – 1992. – 414 с.

5. Кузнецов В.В., Усть-Качкинцев  В.Ф. Физическая и коллоидная  химия. – М.: Высш. шк. – 1976. –  277 с.