Высокомолекулярные соединения зависимость вязкости растворов

Методы измерения механических свойств коллоидов и растворов высокомолекулярных соединений делятся на две группы 1) методы измерения вязкости, 2) методы определения механических свойств при напряжениях ниже предела текучести и методы определения предельного напряжения сдвига. Первая группа методов основана на измерении значительных деформаций, во второй группе методов изучаются малые деформации. При измерении вязкости в большинстве случаев задается напряжение и измеряется скорость течения жидкости или скорость движения тела в жидкости. Исключение составляют методы измерения аномалии вязкости, устанавливающие зависимость вязкости от скорости или, точнее, от градиента скорости течения жидкости. В этом случае к испытуемому раствору или суспензии прикладывается ряд напряжений. При измерении упругости или предельного напряжения сдвига также прикладываются переменные напряжения и измеряется величина деформации или наименьшее напряжение, вызывающее течение. [c.191]

Вязкость растворов, содержащих макромолекулы, обычно выще вязкости растворов низкомолекулярных соединений и коллоидных растворов тех же концентраций. Например, у растворов каучука аномально высокая вязкость наблюдается уже при концентрациях порядка 0,05%. Только очень разбавленные растворы высокомолекулярных соединений можно считать подчиняющимися законам Ньютона и Пуазейля. Вязкость растворов высокомолекулярных веществ не подчиняется также закону Эйнштейна и возрастает с увеличением концентрации. Графически эта зависимость изображается кривой, обращенной выпуклостью к оси концентраций. [c.459]

Изучение вязкости растворов высокомолекулярных соединений при различных давлениях истечения показало, что с увеличением давления вязкость уменьшается до определенного значения, после чего остается практически постоянной, несмотря на дальнейший рост давления. Указанная зависимость вязкости растворов высокополимеров от давления обусловлена изменениями в струк-туре раствора, вызванными возросшей скоростью течения при повышенных давлениях. Сетчатая структура, образующаяся в относительно концентрированных растворах, разрушается при повышенной скорости течения, что приводит к снижению вязкости. [c.222]

Характерной особенностью растворов высокомолекулярных соединений является то, что их вязкость значительно превышает вязкость чистого растворителя. Изменение вязкости связано с молекулярной массой растворенного полимера зависимостью, установленной Штаудингером [c.172]

В случае неньютоновских жидкостей, которыми являются главным образом высокомолекулярные соединения и их растворы, тангенциальная сила (или поток импульса) не пропорциональна градиенту скорости, т. е. вязкость т] не постоянна, а сама зависит от градиента скорости (тангенциальной силы). В зависимости от конкретных условий при увеличе- [c.102]

Ввиду того, что низко- и высокомолекулярные соединения в жидком состоянии резко отличаются по своему строению, различаются и механизмы их вязкого течения. Это легко видеть из наблюдений за зависимостью энергии активации П вязкого течения полимерных растворов или расплавов от молекулярной массы и возрастает с молекулярной массой и достигает некоторой предельной величины. В случае парафиновой цепочки этот предел составляет 25—29 кДж/моль, для каучуков 14 кДж/моль и расплавов твердых карбоцепных полимеров 84—125 кДж/моль. Относительно низкие значения энергий активации у полимеров свидетельствуют о том, что статистически независимая кинетическая единица течения — тот же сегмент цепи, включающий в себя несколько десятков углеродных атомов хребта цепи, который является основным релаксатором и в высокоэластическом состоянии. Вязкость системы прямым образом зависит от числа сегментов, входящих в цепь. Соответственно, механизм вязкого течения полимеров заключается в перемещении цепей друг относительно друга путем перехода отдельных сегментов из одного равновесного положения в другое в результате теплового движения. Строго говоря, этот механизм течения справедлив для умеренно концентрированных растворов, а для полимеров, находящихся в более конденсированном состоянии, механизм течения более сложен. [c.168]

Измерение характеристической вязкости высокомолекулярных соединений в разбавленных растворах не является прямым методом определения молекулярного веса. Однако путем сопоставления полученных результатов с данными других методов можно легко установить степень полимеризации вытянутых макромолекул этот метод дает средневесовой молекулярный вес. По численным значениям, получаемым из уравнения (100), можно сделать заключение о форме макромолекул в растворе, причем чем лучше растворитель, тем более вытянуты макромолекулы. Путем определения зависимости вязкости от температуры и концентрации можно различать молекулярные и мицеллярные коллоиды, а также гомеополярные и гетерополярные молекулярные коллоиды. На возможность распознавания сферо- и линейных коллоидов уже указывалось. После соответ- [c.177]

Зависимость между характеристической вязкостью [т]] раствора высокомолекулярного соединения и киломольной массой М последнего выражается формулой Штаудингера [c.364]

Отклонения от закона Эйнштейна наблюдаются в растворах высших парафинов и высокомолекулярных соединений, имеющих длинные вытянутые молекулы. Для объяснения зависимости вязкости растворов от молекулярного веса нитевидных молекул Штаудингер принимает, что высокомолекулярные соединения имеют в растворах форму эластичных, несгибаемых палочек. Тогда, исходя из видоизмененного уравнения Эйнштейна [c.24]

Поскольку с помощью радиоактивного излучения и последующей химической обработки можно получать мембраны с порами заданного диаметра, а распределение пор по диаметрам чрезвычайно узкое, ядерные мембраны очень перспективны для микроаналитических исследований в цитологии и элементном анализе, для фракционирования растворов высокомолекулярных соединений и их очистки. Ядерные мембраны с успехом применялись для изучения размеров и формы различных типов клеток крови (в частности, для выделения раковых клеток из крови), для изучения вязкости крови и слипания ее клеток в зависимости от различных условий, для получения очищенной от бактерий воды в полевых условиях и многих других целей [59, 65—67]. [c.57]

Вязкость гидрофобных коллоидов весьма мало отличается от вязкости дисперсионной среды, причем для этих коллоидов существует пропорциональная зависимость между вязкостью и концентрацией коллоида, что математически выражается уравнением Эйнштейна (IX, 2) или (IX, 3). Как показали исследования, уравнение Эйнштейна оказывается совершенно непригодным для высокомолекулярных соединений, так как с увеличением концентрации вязкость их растворов непропорционально увеличивается. Причем в области небольших концентраций вязкость растворов МВС растет сначала медленно, а затем очень быстро. [c.335]

У систем с деформирующимися частицами, например у эмульсий, наблюдается аналогичная зависимость. Капельки дисперсной фазы с возрастанием приложенного напряжения сдвига и увеличением скорости течения удлиняются, превращаясь из шариков в эллипсоиды, что, конечно, облегчает течение и понижает вязкость. То же самое наблюдается и при течении растворов высокомолекулярных соединений с гибкими, свернутыми в клубок макромолекулами. Здесь падение вязкости обусловлено распрямлением [c.327]

Рис. 99. Зависимость вязкости от давления для истинных растворов (а) и растворов высокомолекулярных соединений (б) (штриховые линии соответствуют турбулентному движению)

Эти данные, полученные на определенных и фракционированных продуктах, подтверждаются и для технических волокон. Согласно Марку, между молекулярным весом и механической прочностью найлона-66 существует зависимость, изображенная на рис. 28. Выше точки полимер обладает способностью к образованию волокон точка Во —характеристическая точка кривой. При дальнейшем увеличении молекулярного веса свойства материала улучшаются лишь незначительно. (Однако при дальнейшем возрастании молекулярного веса ухудшается способность полимера к переработке поскольку эти полимеры перерабатываются обычно из раствора или из расплава, высокие вязкости таких высокомолекулярных материалов создают технические затруднения при обычно применяемых температурах переработки, см. стр. 216.) Эти продукты являются нефракционированными полидисперсными соединениями, они частично содержат высокомолекулярные фракции, обладающие хорошими волокнообразующими свойствами. Было показано, что из смеси, в которой содержится 90% полимера с молекулярным весом меньше того нижнего предела, при котором проявляется способность к образованию волокон, и 10% фракции с очень высоким молекулярным весом, можно получить пригодное волокно. Величины [c.209]

Вязкость растворов высокомолекулярных соединений изменяется в весьма широких пределах в зависимости от концентрации температуры, наличия примесей, а также внешних механических воздействий (взбалтывание, перемешивание). По характеру вязкости даже относительно малоконцентрированные растворы высокомолекулярных соединений должны быть отнесены к числу структурированных систем. Длинные нитевидные молекулы, связанные с растворителем и перепутанные друг с другом, образуя сложную сетку, являются причиной аномально высокой вязкости растворов. Повышение температуры, увеличивающее подвижность макромолекул, уменьшающее степень связи их с растворителем и уменьшающее вязкость растворителя, несколько снижает вязкость растворов высокомолекулярных соединений. Механические воздействия приводят к обратимому явлению тиксотропии, т. е. к разрушению структурных сеток, вызывающему временное, подчас значительное уменьшение вязкости системы. [c.180]

Интересны попытки применения универсальной калибровочной зависимости для получения ММР высокомолекулярных соединений нефти. В этом случае находится зависимость объема удерживания от логарифма произведения молекулярной массы на характеристическую вязкость вещества. Понятие характеристической вязкости широко используется в теории растворов высокополимеров. Характеристическая вязкость полимера вычисляется по формуле [c.26]

Полученные результаты изображаются в виде графика зависимости Ig V от температуры. Обратить внимание на изменение зависимости вязкости от температуры с повышением вязкости масла сравнить ход вязкостно-температурной кривой минерального масла и равновязкого ему при 100° раствора полимера отметить влияние высокомолекулярного соединения на температурную зависимость вязкости жидкостей. [c.197]

Для всех растворов и четырех значений давления вычисляют относительную вязкость (т о — вязкость бензола). Результаты изображают в виде графика зависимости относительной вязкости от давления. Отметить, какие растворы подчиняются уравнению Ньютона и какие из них обладают аномальной вязкостью. Обратить внимание на величину повышения вязкости при растворении высокомолекулярного соединения в маловязкой жидкости. [c.199]

Для получения растворов высокомолекулярных соединений следует выбирать такие растворители, в которых образуются молекулярные растворы и которые являются, следовательно, хорошими растворителями. О том, является ли растворитель хорошим или плохим , можно судить по различным свойствам растворов. Так, для растворов полимеров в хороших растворителях требуется больше осадителя при турбодиметрическом титровании эти растворы обладают большей вязкостью и большей зависимостью осмотического давления от концентрации. Последнее свойство характеризуется величиной В (см. стр. 146), которая зависит от взаимодействия между полимером и растворителем. Шульц предложил характеризовать этим параметром качество растворителей для каждого конкретного полимера. В табл. 35 приведен последовательный ряд растворителей для полистирола из этих данных следует, что если циклогексан еще растворяет полистирол, то в н-гептане последний только набухает. [c.140]

Зависимость между молекулярным весом или степенью полимеризации линейных высокомолекулярных соединений и характеристической вязкостью впервые была изучена Штаудингером. Были проведены определения вязкости и для растворов модельных низкомолекулярных веществ. Штаудингер установил прямую пропорциональность между значением характеристической вязкости ц и молекулярным весом или степенью полимеризации, т. е. числом звеньев п в линейной макромолекуле (от этих величин зависит значение константы пропорциональности К в уравнении Штаудингера) [c.170]

Теория малых блоков встретила серьезные возражения со стороны Штаудингера, рассматривавшего полимеры как новый класс веществ с макромолекулярной нитевидной структурой — класс высокомолекулярных веществ. Для доказательства существования высокомолекулярных соединений Штаудингер детально изучал реакцию полимеризации, показав, что процесс заключается в соединении малых молекул олефина по двойным связям в нитевидные молекулы, длина которых может быть неограниченно большой, и предложил для них новое название — макромолекулы . Для характеристики числа молекул олефина, соединенных в макромолекулу, Штаудингер ввел понятие степени полимеризации. Предположив, что макромолекулы в растворе ведут себя как жесткие, недеформирующиеся палочки, диаметр которых пренебрежительно мал по сравнению с их длиной, Штаудингер связал молекулярный вес полимера и вязкость его раствора очень простой зависимостью, показав, что размеры частицы полимера в растворе в несколько сот раз превышают размеры молекул низкомолекулярных веществ. [c.15]

Характер зависимости вязкости концентрированных растворов от напряжения сдвига такой же, как и коагуля-ционно-тиксотропных структур, образующихся в системе с частицами твердой дисперсной фазы (см. гл. VI). В растворах высокомолекулярных соединений при достаточной их концентрации наблюдаются два участка постоянной вязкости. Один из них соответствует низкой скорости деформации, другой — полностью разрушенной структуре при большой скорости течения. Максимальная ньютоновская вязкость, характеризующая начальный участок реологической кривой, зависит от многих факторов. Важнейшие из них концентрация и молекулярная масса полимера, температура, интенсивность взаимодействия полимера с растворителем. [c.223]

Вязкость растворов и взвесей веществ, имеющих ешаро-образные частицы, зависит от формы частиц. Вязкость увеличивается с возрастанием отношения длины частицы к ее диаметру. И. И. Жуков, И. Я. Поддубный и А. В. Лебедев показали, что вязкость растворов бесстержневого каучука в бензоле возрастает с увеличением длины молекулы высокомолекулярного соединения. Аналогичная зависимость установлена для многих других золей и растворов полимеров. [c.186]

В свете сказанного большой интерес представляет моделирование полидисперсных полимеров смесями очень узких фракций. При этом, исходя из приведенной классификации высокомолекулярных соединений, желательно выяснить специфику изменения свойств их смесей, если компоненты, образующие смеси, относятся к разным классам. Учитывая особые характеристики высокомолекулярных полимеров, целесообразно основное внимание обратить на смеси, в которых молекулярный вес одного из компонентов больше 20 Ме. Естественно, что крайним случаем являются растворы высокомолекулярных полимеров в маловязких растворителях. Поэтому рассмотрим весь диапазон составов, начиная от смесей высокомолекулярных полимеров до растворов высокомолекулярных полимеров в низковязких растворителях. На рис. 15 показано влияние на начальную вязкость полибутадиена молекулярного веса 2,4-10 добавок менее вязких полибутадиенов и маловязких растворителей. Опыты проводились на вискозиметре постоянных давлений. В случае высоковязких компонентов отношение длины к диаметру капилляра составляло 22,5. Для растворов полибутадиенов в маловязких растворителях это отношение составляло не меньше 40 в опытах с разбавленными растворами оно было не менее 100. Следует отметить, что образцы полибутадиенов, у которых молекулярный вес ниже 6-10 , не были вполне однородными по молекулярным весам. В верхнем правом углу рис. 15 представлены зависимости начальной вязкости смесей и растворов от концентрации высокомолекулярного полибутадиена в левой части приведены молекулярные веса низкомолекулярных компонентов приведены также зависимости для растворов высокомолекулярного полибутадиена в дигептилфталате, а-метилнафталине и толуоле. [c.383]

В отличие от обычного закона Ньютона, величина ц в выражении (1.63) не является константой и задается определенной зависимостью от Хух или dVxIdy. Жидкости, для которых с ростом скорости сдвига величина ц уменьшается, называются псевдопла-стическими. К ним относятся ряд мелкодисперсных суспензий, а также некоторые растворы и расплавы высокомолекулярных соединений. Если с ростом скорости сдвига вязкость увеличивается, то говорят, что жидкость проявляет дилатантные свойства. [c.32]

Типичным примером получения готовых изделий из растворов высокомолекулярных соединений является производство пленок, которое имеет большое значение, учитывая роль пленок в технике фотографии и репродукции. Единственным способом получения пленки, удовлетворяющей требованиям этих отраслей промышленности, до сих пор является метод отливки. Процесс отливки пленки осуществляется в лаборатории путем применения простой металлической отливной рамки, одна сторона которой передвигается по высоте эту рамку заполняют растворохм полимера и передвигают по металлической или стеклянной поверхности требуемую толщину пленки устанавливают в зависимости от концентрации и вязкости раствора соответствующим положением подвижной боковой стенки рамки. В промышленности производство пленки методом полива осуществляетсяв принципе аналогично на тщательно отшлифованную поверхность непрерывно заливают раствор, однако емкость, из которой поступает [c.221]

Кроме того, вязкость зависит от растворителя. Высокомолекулярные соединения могут давать с одним растворителем очень вязкие растворы, а с другим—маловязкие. В зависимости от растворителя может изменяться форма молекулы. В хорошем растворителе молекула имеет более вытянутую форму, так как она сильно сольватпрована и поэтому меньше склонна к агрегации. Осмотическое давление благодаря этому приближается к давлению истинных растворов, а вязкость уменьшается. В плохом растворителе молекула меньше сольватирована и поэтому имеет более скрученную форму и легче образует агрегаты, вследствие чего вязкость растворов в плохом растворителе бывает более высоко . Наличиа в молекуле активных концевых групп или активных групп в цепи сильно влияет на вязкость растворов. [c.15]

В отличие от ионных кристаллов [389] и низкомолекулярных жидкостей [390-392] для высокомолекулярных соединений характерны заметные различия в свойствах объема, граничного и переходного слоев, когда аномалии вязкости наблюдали на расстоянии до 500 мкм от твердой поверхности [393]. Развитие инструментальной техники позволяет выявить ряд более тонких деталей. Например, в случае жидких полидиметилсилоксанов с вязкостью (0,05-г"20,0)-м /с и узким молекулярно-массовым распределением, нанесенных на полированную стальную подложку, резкое снижение вязкости наблюдается в слоях, расположенных на расстоянии 0,2-0,3 мкм от твердой поверхности. В слоях толщиной до 1,5-2,0 мкм вязкость на 30-40% превышает объемное значение [394]. Подобные закономерности связывают с жесткостью макромолекул и межмолекулярным взаимодействием между ними, различая не менее трех профилей скоростей течения полимерной жидкости одного состава в зависимости от величины энергии ее когезии [395]. Отсюда ясно, что роль твердого субстрата зависит от молекулярной массы полимера. Коэн и Рейч методом двойного лучепреломления недавно оценили роль этого фактора [396]. Для низкомолекулярного полистирола (М = 800) упорядочивающее влияние стеклянной поверхности простирается не далее 1 мкм, тогда как с ростом молекулярной массы до 10 это расстояние увеличивается не менее, чем на порядок. Исследование аномалий вязкости растворов полимеров, протекающих через пористые среды, позволило показать, что влияние твердой поверхности распространяется на расстояние, меньшее характеристического линейного размера слоя [397]. [c.90]

Образование пространственных структур приводит к тому, что вязкость т в таких системах слагается из двух величин 1) истинная, ньютоновская вязкость т у, и 2) B. . T)j,, обусловленная добавочным сопротивлением течению со стороны структурной сетки, в той или иной степени разрушенной в стацпонарпом потоке. При достаточно высоких, а иногда даже и при очень малых концентрациях дисперсной фазы или растворенного высокомолекулярного вещества, В. с. может быть очень велика по сравнению с ri, > ti . В ряде случаев для р-ров полимеров, особенно при небольших концентрациях, зависимость вязкости от градиента скорости сдвига может быть вызвана но структурированием р-ра, а изменением гидродина.мич. сопротивления потоку со стороны макромолекул за счет изменения их форы1.г в потоке (см. Структура-образование в диспсрсных системах, Растворы высокомолекулярных соединений). Ю. С. Липатов. [c.363]

При действии световой энергии на высокомолекулярные соединения происходит более или менее глубокое изменение последних, степень которого находится в зависимости от интенсивности облучения, длины волны, строения испытуемого полимера и условий проведения опыта. Так, Догадкин и Панченков показали, что нри освещении растворов каучука кварцевойлампой в атмосфере азота происходит сильная деструкция. В случае полибутадиена Жуков, Комаров и Сибирякова нашли, что при освещении его солнечным светом при комнатной температуре происходит превращение в гель. Павлушина нашла, что наиболее активными являются волны с длиной менее 4000 а. При этом процесс протекает в две стадии в первой происходит деполимеризация и падение вязкости, во второй стадии активированные молекулы полимеризуются друг с другом, образуя трехмерный полимер, не растворимых в бензоле. При освещении каучука ультрафиолетовыми лучами с длиной волны короче чем 4000 А в вакууме, он превращается в нерастворимый продукт и выделяет водород. При повышенной температуре (150°) происходит деполимеризация (фотолиз) и образуется изопрен. [c.106]

Продолжительность терапевтического действия ле1арственного вещества зависит от времени его пребывания в биожидкости (крови) или времени контакта с тканями (при местном применении). Такую зависимость можно проследить, изменяя вязкость глазных капель, добавляя высокомолекулярные соединения (ВМС). Так, глазные капли с пилокарпина гидрохлоридом, гоматропина гидробромидом и другими лекарственными веществами, приготовленные на дистиллированной воде, вымываются с поверхности роговищ>1 в течение 6 мин. Аналогичные составы, приготовленные на 1% растворе ме-тилцеллюлозы (имеющие большую вязкость, а значит, обладающие и большей адгезивной способностью), удерживаются в течение часа. [c.112]

Оствальд и Ортлофф наблюдали, что коллоидное набухание, во многих отношениях тесно связанное с пластическими свойствами, определяется в значительной мере диэлектрическими свойствами жидкого растворителя, главным образом диэлектрической постоянной, молекулярной поляризацией и постоянным дипольным моментом. В случае органических жидкостей зависимость молекулярного строения от этих свойств изложил Дебай в своей классической работе. Величина i /8 ( ц — дипольный момент, е — диэлектрическая постоянная) очень мала для жидкостей, не производящих набухания, — она равна 0—0,105 для растворителей, производящих набухание, эта величина больше 0,П5—0,235 для активно растворяющихся жидкостей величина jx /e наибольшая, т. е. 0,25—0,53. Последние образуют растворы с низкой вязкостью, тогда как смеси со слабоактивными средами образуют растворы с высокой вязкостью. Кроме того, согласно исследованиям Молля , для понимания набухания и растворения вещества в данной ореде следует учитывать существенное влияние поверхностного натяжения. Из данных, полученных путем изучения высокомолекулярных органических соединений, известно, что [c.338]

Штаудингер и Йордер исследовали, подчиняются ли растворы полиамидов в концентрированной серной кислоте уравнению вязкости. Это уравнение не могло быть принято заранее, так как сольватация молекул полиамида в л-крезоле и растворе хлоральгидрата, по-видимому, иная, чем в неорганическом растворителе—серной кислоте. Органический растворитель сольватирует не только кислотные амидные группы, но и органические остатки. При растворении же в концентрированной серной кислоте сольватируются только кислотные амидные группы, органическая жирная цепь остается несольватированной, так как парафиновые углеводороды не растворимы в серной кислоте. Поэтому можно было ожидать, что ж-крезол и раствор хлоральгидрата окажутся лучшими растворителями полиамидов, чем концентрированная серная кислота. Уравнение вязкости для нитевидных молекул справедливо для хороших растворителей, гак как только в них низко- и высокомолекулярные представители полимергомологического ряда сольватируются одинаково хорошо. В плохом растворителе, наоборот, низкомолекулярные соединения лучше сольватированы, чем высокомолекулярные. Поэтому соотношения коэффициентов вязкости в полимергомоло-гическом ряду для хороших и плохих растворителей различны. Это видно из измерений вязкости полимергомологов полистирола в хороших растворителях (толуол, четыреххлористый углерод) и в плохих растворителях (метилэтилкетон) . В плохих растворителях вязкость изменяется не пропорционально числу членов цепи вместо этого имеет место функциональная зависимость, выражающаяся уравнением [c.49]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология