Природа и некоторые свойства растворов высокомолекулярных веществ

Многие свойства полимеров (высокая вязкость растворов, растворение с предварительным набуханием, механические свойства, нелетучесть, неспособность переходить в парообразное состояние и т. д.) тесно связаны с большой энергией межмолекулярного взаимодействия. Именно резко возрастающая роль межмолекулярных сил является одной из важнейших особенностей полимеров, качественно отличающей их от низкомолекулярных соединений. Высокомолекулярные соединения широко распространены в природе — это животные и растительные белки, углеводы (целлюлоза и крахмал), натуральный каучук, смолы и др. С каждым годом растет число полимеров, создаваемых синтетически. Сегодня химия в состоянии не только воспроизводить многие природные полимеры, как, например, натуральный каучук, некоторые белки, но и создавать массу новых синтетических полимерных веществ, которых в природе не существует. В качестве примера можно привести элементорганические полимеры, которые обладают комплексом свойств, присущих как органическим, так и неорганическим полимерам. [c.327]

Казалось бы естественным изучение фазового состава основывать главным образом на исследовании микроструктуры смеси полимеров. Прямое исследование микроструктуры в световом (фазово-контрастном) или электронном микроскопе при современных методах подготовки образцов дает интересную информацию о структуре смеси [2, 3, 77, 78, 80, 84, 85, 88—90, 155 165 и др.]. Этот метод дает также информацию, которую вообще нельзя получить другими методами. Но метод имеет и свои недостатки, самый основной из которых обусловлен высокомолекулярной природой полимеров. Если в смеси полимеров размер частиц дисперсной фазы составляет, например, 100— 150 А, то это могут быть либо действительно частицы второй фазы, либо такие микронеоднородности, которые свойствами фазы не обладают. Действительно, одна макромолекула, свернутая на себя, имеет размер указанного порядка. Если полимеры совместимы и произошло диспергирование до отдельных макромолекул, то под микроскопом такие макромолекулы могут выглядеть как частицы второй фазы, даже если произошло самопроизвольное растворение одного полимера в другом. В истинных растворах низкомолекулярных веществ обычно происходит ассоциация однородных молекул. Если макромолекулы образуют ассоциат еще до возникновения новой фазы, то он может иметь размеры обычных коллоидных-частиц. Поэтому наличие микронеоднородности, видимой в микроскоп, не есть еще однозначное подтверждение наличия двухфазной структуры система двухфазна тогда, когда свойства частички идентичны свойствам большого объема материала дисперсной фазы. В сущности такой подход следует из определения Гиббса. Так, в книге Киреева ([166], стр. 232) сказано Фаза — совокупность всех гомогенных частей системы, одинаковых по составу и по всем химическим и физическим свойствам (не зависящим от количества вещества) и отграниченных от других частей системы некоторой поверхностью (поверхностью раздела) . [c.35]

Наконец, несостоятельность дисперсоидологии особенно ясно выявилась после детального нсследоваия природы растворов полимеров. Согласно Во. Оствальду и другим представителям дисперсоидологии, все коллоидные свойства должны обязательно проявиться у систем, содержащих частицы коллоидных размеров. Однако, как было уже показано, растворы высокомолекулярных веществ, молекулы которых отвечают коллоидным размерам, проявляют только некоторые свойства, типичные для коллоидных систем (оптические, молекулярно-кинетические свойства), в отношении же других свойств они имеют очень мало общего с типичными коллоидными растворами. [c.23]

Можно считать, что классификация растворов, да1шая Оствальдом и основанная на различии размеров частиц растворенного вещества, в настоящее время является недостаточной. Несомненно, что все системы, содержащие частицы большого размера, независимо от их природы, будут обладать рядом общих свойств, и мы объединим их термином коллоиды лишь в этом смысле. Однако большинство свойств коллоидов, как то адсорбционные процессы, явления пептизации и коагуляции, оптические свойства и т. п., связывается с микрогетерогенностью коллоидных растворов и с определением коллоидных частиц как агрегатов, состоящих из большего или меньшего количества молекул и обладающих поверхностью раздела. К собственно коллоидным системам большинство исследователей относит именно системы, в которых частицы представляют собой подобные агрегаты в отличие от истинных растворов, содержащих вещество в молекулярной стенени дисперсности. При этом размеры молекул истинно-растворенного вещества, обладающего большим молекулярным весом (например, истинно-растворенные красители), могут иметь большие размеры, чем частицы тонко диспергированных коллоидов, как, например, золото или окись железа (15—20 А). Наконец в случае высокомолекулярных веществ мы имеем молекулы с молекулярным весом в несколько десятков и даже сотен тысяч, которые, по терминологии Оствальда, должны быть отнесены к коллоидным частицам. В то же время эти высокомолекулярные вещества могут присутствовать в растворе в виде отдельных молекул. Возникает вопрос, должны ли мы рассматривать растворы соединений с большим молекулярным весом как растворы коллоидные или же мы можем точнее передать их свойства, описывая их как истинные растворы Этот вопрос является одним из основных, хотя некоторые исследователи, как, например, Кройт [11, рассматривая коллоидные процессы, сознательно воздерживаются от обсуждения этого вопроса. [c.242]

Издание избранных трудов академика В. А. Каргина предпринято с целью сделать доступным широкому кругу ученых богатое и весьма разностороннее научное наследие, оставленное им в областях коллоидной химии и учения о полимерах. Работы В. А. Каргина и его многочисленных сотрудников в области полимеров явились основополагающими для становления и развития ряда новых направлений и внесли в науку о высокомолекулярных соединениях некоторые фундаментальные положения, в существенной степени изменившие существовавшие ранее представления. Это относится к вопросам о природе растворов полимеров, к пониманию полимерного состояния вещества, к синтезу макромолекул и химическим превращениям в полимерных цепях, к модификации ряда свойств полимеров, прежде всего механических, и их характеристике. [c.3]

ПРИРОДА И НЕКОТОРЫЕ СВОЙСТВА РАСТВОРОВ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ ВЕЩЕСТВ [c.416]

Другой точки зрения на природу растворов высокомолекулярных соединеннй придерживался Штаудингер, считавший, что в разбавленных растворах этн вещества находятся в виде отдельных макромолекул Некоторое сходство в свойствах обычнык (мицел-лярных) коллоидных растворов и растворов полимеров, по его мР1е-н лю, объясняется огромными размерами макромолекул, достигающих величины коллоидных частиц Но вещества, образующие мицеллярные коллоидные растворы, при перемене растворителя нередко дают нормальные, истинные растворы Например, мыло с водой образует коллоидные системы, а со спиртом — истинные растворы Растворы высокомолекулярных соединений всегда отли- [c.478]

Растворы высокомолекулярных соединений значительно отличаются по свойствам от растворов низкомолекулярных веществ. Прежде всего, растворы полимеров проявляют некоторые свойства коллоидных систем, что привело в свое время к возникновению ошибочной теории мицеллярной, или коллоидной, природы растворов полимеров. [c.76]

Другой точки зрения на природу растворов высокомолекулярных соединений придерживался Штаудингер, считавший, что в разбавленных растворах эти вещества находятся в виде отдельных макромолекул. Некоторое сходство в свойствах обычных (мицеллярных) коллоидных растворов и растворов полимеров, по его мнению, объясняется огромными размерами макромолекул, достигающих величины коллоидных частиц. Но вещества, образующие мицеллярные коллоидные растворы, при перемене растворителя нередко дают нормальные, истинные растворы. Например, мыло с водой образует коллоидные системы, а со спиртом — истинные растворы. Растворы высокомолекулярных соединений всегда отличаются от растворов низкомолеку-ля рных веществ независимо от природы растворителя. Следовательно, не мицеллы, а сами макромолекулы сооощают таки растворам свои особые свойства. [c.363]

В то время как в случае целлюлозы могут быть переведены в раствор если не сами встречающиеся в природе целлюлозы, то по крайней мере полученные их деструкцией тесно родственные вещества, для других одноагрегатных высокомолекулярных веществ даже и это оказывается невозможным. Подобные примеры известны как для природных, так и для синтетических веществ. Из числа природных веществ к таким надо причислить высокомолекулярные растительные продукты типа м а н н а и о в и к с и л а-н о в, скелетные белки типа кератина, из которых состоят ногти и копыта. Из числа синтетических материалов можно назвать а м и и о п л а с т ы, образующиеся из мочевины и формальдегида, а также получаемые из фенола и формальдегида р е з и т ы. Сюда относятся также вулканизованный к а у ч у к и эбонит — вещества, занимающие промежуточное положение между природными и синтетическими. Для всех этих веществ, из которых даже путем деструкции нельзя получить коллоидно-растворимые продукты с похожими на исходный полимер свойствами, невозможно и бессмысленно указывать молекулярный вес, подобно тому, как, например, не имеет смысла вопрос 0 молекулярном весе неорганического стекла. Так как, кроме того, эти вещества не являются кристаллическими, то для изучения их строения нельзя применить исследование при помощи рентгеновских лучей. Тем не менее можно сделать некоторые заключения об их структуре, в частности в отнощепии пластмасс, о способе их построения из более мелких частиц, если известны исходные вещества и их функциональные группы, обеспечивающие соединение частиц друг с другом. [c.340]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология