ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Экспериментальная часть Определение коэффициента набухания макромолекулы из "Практикум по высокомолекулярным соединениям" Метод вискозиметрии один из самых простых в аппаратурном оформлении. В то же время он позволяет получить такие важные характеристики макромолекул, как молекулярная масса, размеры, коэффициент набухания макромолекулярного клубка, степень полидисперсности макромолекул и др. [c.98] Коэффициент пропорциональности г] называется коэффициентом вязкости или просто вязкостью. [c.98] Вязкость можно рассматривать как меру энергии, рассеиваемой в форме теплоты в процессе течения жидкости. Растворы полимеров обладают более высокой вязкостью по сравнению с низкомолекулярными жидкостями. Даже в разбавленном растворе макромолекула, находясь в ламинарном потоке растворителя, разными своими частями оказывается в слоях, движущихся с разными скоростями. В результате этого молекулярный клубок испытывает действие момента сил, который заставляет его вращаться в потоке, что приводит к дополнительной затрате энергии. [c.98] Если жидкость течет под действием собственного веса, то АР = Ah pg (здесь Д/i — высота столба жидкости в приборе р — плотность жидкости g — ускорение свободного падения) и, решая уравнение (III. 15) относительно т], получим т] = Kpt, где К — (nr Ahg)/8Ql называется постоянной вискозиметра и находится по времени течения жидкости с известной вязкостью и плотностью. [c.99] Уравнение Эйнштейна означает, что характеристическая вязкость раствора сплошных невзаимодействующих частиц (не обязательно сферических, тогда коэффициент 2,5 будет другим) определяется только плотностью вещества и не зависит от молекулярной массы и размеров частиц. Это происходит вследствие того, что масса таких частиц строго пропорциональна их объему. При этом т]пр постоянна в широком интервале концентраций, поскольку частицы предполагаются невзаимодействующими. Уравнению Эйнштейна (в первом приближении) подчиняются разбавленные растворы глобулярных белков разных молекулярных масс. Для всех этих систем [ti] са 0,04 дл/г независимо от молекулярной массы полимера. [c.99] Это формула Флори — Фокса для вязкости полимера в 0-растворителе. Здесь Ф — постоянная Флори, в первом приближении не зависящая от свойств полимера. Формула (III. 17) обычно используется для определения невозмущенных размеров макромолекулы зная которые можно по уравнению (III. 10) рассчитать размер статистического сегмента макромолекулы. [c.100] Большинство полимеров в растворах ведут себя отлично от эйнштейновских частиц, и для них наблюдается зависимость характеристической вязкости от молекулярной массы полимера. Эта зависимость обусловлена тем, что либо эффективный объем макромолекулярного клубка в растворе растет быстрее, чем его молекулярная масса, либо тем, что клубок имеет несферическую форму и частично проницаем для потока растворителя. [c.100] Это уравнение связывает характеристическую вязкость с молекулярной массой полимера в 0-условиях. [c.101] Уравнение (III. 19) носит название уравнения Марка — Куна — Хаувинка. Первоначально оно было получено эмпирически. Уравнение (III. 19) справедливо для большого числа полимерных веществ и является основным уравнением вискозиметрии разбавленных растворов полимеров. [c.101] Молекулярные массы серии узких фракций полимера определяют с помощью какого-либо абсолютного метода (осмометрии, светорассеяния и др.). Из прямолинейной зависимости Igh] от IgM находят К и а. [c.101] В хороших растворителях К = 0,2—0,3, в плохих —К 0,5. [c.101] Характеристическая вязкость может быть использована в качестве критерия перехода от разбавленного к умеренно концентрированному раствору. Значение [ri] пропорционально объему макромолекулярного клубка, поэтому раствор можно считать разбавленным, если для него С С Последнее неравенство означает, что объем раствора, занятый макромолекулами, значительно меньше общего объема раствора. Раствор считают умеренно концентрированным при условии С 1/[т1] и концентрированным — при С 1/[т)]. [c.102] Сопоставляя это уравнение с уравнением (П1. 13), можно заключить, что = Mw только в частном случае при а = 1. [c.102] Цель работы. Определение невозмуш,енных размеров цепи полимера, коэффициента набухания макромолекулы полистирола в хорошем растворителе и размера отатистичеокого сегмента макромолекулы. [c.103] Реактивы раствор фракции полистирола в циклогексане с концентрацией 0,5 г/дл, циклогексан. [c.103] Приборы и посуда термостат тща Т-16, вискозиметр Уббелоде, секундомер, груша резиновая, пипетка fia 1O мл (2 шт.), магнитная мешалка. [c.103] В данной работе определяют характеристические вязкости полистирола в циклогексане при 0-температуре (которая для системы полистирол— циклогексан равна 34 °С) и при 44 °С. При каждой температуре измеряют сначала время истечения чистого растворителя, затем раствора полимера. Для этого исходную смесь полистирола и циклогексана, расслаивающуюся при комнатной температуре, сначала переводят в раствор, нагревая при перемешивании на магнитной мешалке. [c.103] Работу выполняют на капиллярном вискозиметре Уббелоде с подвешенным уровнем. [c.103] В термостатируемом вискозиметре измеряют время Истечений чистого растворителя не менее 3 раз, причем отсчеты по секундомеру не должны расходиться более чем на 0,4 с. Выливают растворитель из вискозиметра, помещают в него 7 мл исходного раствора полимера и измеряют его время истечения. Разбавление раствора проводят непосредственно в вискозиметре, последовЭ тельно добавляя 7 7 и 14 мл чистого растворителя. [c.103] Вернуться к основной статье