Набухание и растворение высокомолекулярных веществ

Растворение высокомолекулярных веществ принято рассматривать как процесс смешения двух жидкостей. Эта то чка зрения принимает во внимание как энергетическое взаимодействие между молекулами растворяемого вещества и растворителя, так и действие энтропийного фактора, обусловливающего равномерное распределение молекул растворенного вещества в растворе. Аналогия между растворением высокомолекулярного вещества и смешением двух жидкостей не является формальной, а отвечает самому существу явления. Так, ограниченное набухание высокомолекулярного вещества соответствует процессу ограниченного смешения, а неограниченное набухание, переходящее в растворение, — процессу неограниченного смешения. [c.438]

Растворение высокомолекулярных веществ с линейными гибкими молекулами в отличие от растворения низкомолекулярных соединений сопровождается набуханием, или, вернее, набухание таких веществ является первым этапом их растворения. При набухании высокомолекулярное вещество поглощает низкомолеку [c.442]

Низкомолекулярные соединения могут переходить в раствор непосредственно, тогда как растворению высокомолекулярных веществ, цепи которых имеют большие размеры по сравнению с молекулами растворителя, должно предшествовать набухание. [c.296]

Набухание и растворение высокомолекулярных веществ [c.359]

Перед растворением высокомолекулярные вещества с гибкими линейными молекулами обычно набухают, т. е. поглощают низкомолекулярный растворитель, значительно увеличиваясь в массе и объеме. Таким образом, набухание является первой стадией растворения полимеров и как всякий самопроизвольный процесс может происходить только при уменьшении свободной энергии системы. Однако в отличие от растворения низкомолекулярных веществ, процесс смешения полимера и растворителя на первой стадии протекает односторонне — растворитель проникает в полимер, тогда как макромолекулы не переходят в растворитель. Причина такого одностороннего смешения, т. е. набухания, заключается в том, что скорость диффузии малых молекул растворителя в полимер значительно больше скорости диффузии больших молекул полимера в растворитель. [c.152]

При контакте полимера с растворителем всегда происходит его набухание. Набухание — это самопроизвольный процесс поглощения низкомолекулярного растворителя высокомолекулярным веществом, сопровождающийся увеличением массы и объема полимера. Набухание часто является начальным этапом растворения высокомолекулярных веществ. Различают ограниченное и неограниченное набу.хание. [c.248]

Работу начинают с приготовления 0,5%-ных растворов защитных веществ по 100 мл каждого раствора. Для этого на технических весах взвешивают навеску вещества и вносят ее в 100 мл дистиллированной воды. При растворении высокомолекулярных веществ (желатин, поливиниловый снирт) смесь выдерживают при комнатной температуре 15—20 мин для набухания и извлечения примесей, затем осторожно сливают раствор над гелем. Снова наливают воду и растворяют при перемешивании защитное вещество, нагревая его на водяной бане (воду в бане не следует доводить до кипения). ПАВ растворяют на водяной бане без предварительного набухания. [c.116]

В тех случаях, когда после набухания тело полностью переходит в раствор, набухание называется неограниченным, а когда набухшее тело остается в состоянии студня — ограниченным. Ограниченное, или предельное, набухание может сопровождаться частичным растворением высокомолекулярного вещества. Нередко уже незначительного повышения температуры достаточно для того, чтобы набухание из ограниченного перешло в неограниченное. Например, желатина при температуре ниже 22° набухает в воде ограниченно, а при более высокой температуре — неограниченно. [c.227]

Набухание и растворение высокомолекулярных веществ. . . 353 158. Нарущение устойчивости в растворах высокомолекулярных [c.386]

Вследствие этих особенностей растворы высокомолекулярных веществ в ряде случаев ведут себя как коллоидные растворы (малая скорость диффузии, высокая вязкость, явление набухания и др.). В соответствии с этим такие растворы считались раньше коллоидными растворами. Однако в противоположность коллоидным растворам они термодинамически устойчивы и поэтому являются истинными молекулярными растворами. Следует отметить, что при растворении в некоторых растворителях высокомолекулярные вещества дают также коллоидные растворы. Так, натуральный каучук в бензоле дает истинный (молекулярный) раствор, а в воде—коллоидный (латекс). Растворы нитрата целлюлозы в ацетоне и растворы желатина в воде являются молекулярными растворами, а растворы нитрата целлюлозы в воде и растворы желатина в спирте—коллоидными растворами. [c.254]

Важная проблема растворимости в основе решается для полимеров так же, как и для обычных растворов. Как правило, линейные аморфные полимеры растворимы лучше кристаллических. Большая величина молекул высокомолекулярных веществ и гибкость их цепей, а также малая скорость диффузии приводят к тому, что процесс растворения протекает своеобразно. Первой стадией растворения аморфного полимера является набухание молекулы растворителя проникают в объем полимера и раздвигают полимерные цепи. Одновременно лишь небольшое число полимерных молекул переходит в жидкий растворитель, образуя раствор малой концентрации. Процесс набухания протекает до полного использования растворителя с образованием гомогенного раствора. Это имеет место, однако, лишь при наличии неограниченной взаимной растворимости жидкого растворителя и аморфного полимера. [c.257]

Процесс растворения высокомолекулярных соединений связан со стадией набухания и увеличением их массы и объема за счет диффузии молекул растворителя в пространственный каркас высокомолекулярного соединения и его растяжения благодаря гибкости и эластичности звеньев. При этом происходит непрерывное взаимодействие макромолекул высокомолекулярного вещества и молекул растворителя. Если силы этих взаимодействий оказываются больше сил сцепления макромолекул, происходит разделение макромолекул и образование раствора высокомолекулярного соединения. [c.29]

Следует заметить, что набухание и растворение высокомолекулярных соединений, свойства их растворов, а также физико-механические свойства самих высокомолекулярных веществ существенным образом зависят от их полидисперсности. Поэтому определение и регулирование степени полидисперсности высокомолекулярных веществ играют в технике большую роль. [c.423]

Причиной набухания является то, что при растворении происходит не только диффузия молекул растворяемого вещества в растворитель, как это имеет место при растворении низкомолекулярных веществ, но, главным образом, диффузия молекул растворителя в высокомолекулярное вещество. Последнее связано с тем, что макромолекулы в обычных аморфных высокомолекулярных веществах упакованы сравнительно неплотно и в результате теплового движения гибких цепей между ними периодически образуются весьма малые пространства, в которые могут проникать молекулы растворителя. Так как подвижность маленьких молекул растворителя во много раз больше подвижности макромолекул, сначала, главным образом, происходит диффузия молекул растворителя в полимер, что сопровождается увеличением объема последнего, и только уже затем макромолекулы, связь между которыми сильно ослабилась, отрываются от. основной массы вещества и диффундируют в среду, образуя однородный истинный раствор. [c.443]

На первой стадии набухания происходит сольватация макромолекул в результате диффузии растворителя в высокомолекулярное вещество. Эта стадия характеризуется выделением тепла и упорядочением расположения молекул растворителя около макромолекул, в результате чего энтропия системы в первой стадии растворения обычно даже понижается. Основное значение этой стадии при растворении сводится к разрушению связей между отдельными макромолекулами, вследствие чего цепи становятся свободными и способны совершать тепловое движение в целом. [c.444]

Возможно и третье объяснение ограниченного набухания высокомолекулярных веществ, предложенное В. А. Каргиным. Представим себе, что в результате сольватации при набухании и растворении гибкость- макромолекул уменьшается, [c.446]

Однако растворы ВМС имеют ряд специфических особенностей. В отличие от коллоидных систем растворы высокомолекулярных веществ образуются самопроизвольно при контакте полимера с растворителем путем набухания, переходящего в растворение. Самопроизвольный процесс растворения сопровождается уменьшением энергии Гельмгольца в системе (ДА<0), тогда как диспергирование вещества до коллоидного состояния [c.436]

Причиной набухания является диффузия молекул растворяемого вещества в растворитель и, наоборот, молекул растворителя в высокомолекулярное вещество. Последнее связано с тем, что молекулы аморфных ВМВ обычно упакованы неплотно, расстояния между ними в результате теплового движения увеличиваются, и в пустоты могут проникнуть маленькие молекулы растворителя. Так как последние более подвижны, то сначала происходит, главным образом, диффузия молекул растворителя в высокополимер это сопровождается увеличением объема последнего, и когда связь между макромолекулами будет ослаблена, они также начинают диффундировать в среду, и образуется однородный истинный раствор. Так набухают каучуки в бензоле, нитроцеллюлоза в ацетоне, белок в воде. Чем больше молекулярный вес ВМВ, тем медленнее идет процесс набухания и растворения. Имеют значение форма и размеры молекулы. Например, высокополимеры со сферическими молекулами при растворении не набухают или набухают очень слабо. Это указывает, что диффузия не может рассматриваться как единственный фактор, управляющий набуханием. В данном случае малая когезионная энергия ВМВ со сферическими частицами облегчает их растворение. [c.360]

Набухание высокомолекулярных веществ в настоящее время рассматривается как процесс взаимного растворения высокополимера и дисперсионной среды. При ограниченном набухании (и вообще в начальных стадиях этого процесса) роль растворителя выполняет [c.279]

Набухание представляет собой самопроизвольный процесс поглощения ВМС больших объемов низкомолекулярной жидкости, сопровождающийся значительным увеличением объема ВМС. В отличие от процесса растворения низкомолекулярных веществ, где осуществляется диффузия растворяемого вещества в растворитель, в процессе растворения ВМС происходит главным образом диффузия молекул растворителя в высокомолекулярное вещество. Это обусловлено двумя факторами I) большей подвижностью маленьких по сравнению с макромолекулами ВМС молекул растворителя 2) неплотной упаковкой макромолекул ВМС. В результате теплового движения этих макромолекул возникают свободные межмолекулярные объемы, куда могут проникать маленькие молекулы растворителя. [c.363]

Первой стадией растворения высокомолекулярных веществ с линейными молекулами, в отличие от растворения низкомолекулярных веществ, является набухание. При набухании высокополи-мер поглощает низкомолекулярный растворитель, значительно увеличивается в весе и в объеме без потери микроскопической однородности. Объем ВМВ при набухании может увеличиваться до 1000—1500%. [c.360]

Растворение высокомолекулярных веществ в воде протекает медленно. Вначале происходит набухание полимера, а затем образование однородного раствора в результате взаимной диффузии молекул воды и макромолекул йолимера. Эти процессы можно ускорить нагреванием и не интенсивным, во избежание деструкции, перемешиванием. [c.9]

Набухание и растворение являются результатом различных энергетических процессов, протекающих между полимером и растворителем. На разъединение молекул жидкости или молекул полимера надо затратить энергию, тогда как при взаимодействии растворителя с полимером энергия выделяется. Набухание наступает лишь в том случае, если выделяется энергии больше, чем затрачивается, т, е. если во время этого процесса выделяется тепло. В других случаях требуемую энергию можно подвести путем нагревания. В энергетическом балансе участвует также энтропийный фактор. Набухание и растворение часто наступают только в результате возрастания энтропии. При набухании и растворении высокомолекулярных веществ молекулы растворителя связаны ван-дер-ваальсовыми силами, вследствие чего образуется слой сольвата, или сольватная оболочка (сольватация). Растворяющая способность зависит от того, сколько групп макромолекулы сольватируется растворителем. [c.449]

На основании работ В. А. Каргина и А. А. Тагер набухание рассматривается как процесс взаимного растворения высокомолекулярного вещества и дисперсионной среды. При ограниченном набухании (и вообще в начальных стадиях этого процесса) растворителем является высокополимер. Вода односторонне диффундирует в массу материала, гидратирует полярные участки макромолекул. При этом цепи главных валентностей раздвигаются, а связь между макромолекулами ослабляется. Если диспергирующее действие гидратации выше сил сцепления макромолекул между собой (по их негидратированным участкам) — наступает пептизация. Ограниченное набухание переходит в неограниченное. Образуется раствор высокополимера в данной жидкости (в частности, в воде). Теперь растворителем уже является вода. [c.401]

Растворение высокомолеку-лярных соединений в отличие от растворения низкомолекулярных соединений характеризуется тем, что оно начинается с набухания полимера и идет медленно. Набухание - самопроизвольный процесс поглощения раст -вориталя высокомолекулярным веществом, сопровождающийся уве- [c.62]

Процесс растворения высокомолекулярных соединений своеобразен и отличается от растворения низкомолекулярных веществ. Растворению полимера предшествует его набухание. Оно характерно для всех высокомолекулярных соединений и никогда не наблюдается у низкомолекулярных веыгеств. В настоящее время благодаря работам В. А. Каргина и С. М. Липатова установлен механизм набухания. Он сводится в основном к двум различным про- [c.330]

Описанная картина набухания высокомолекулярных соединений с линейными макррмолекулами наблюдается в простейшем случае, когда набухание и растворение носят почти чисто энтропийный характер, аапример при растворении каучуков в углеводородах. Когда молекулы растворителя энергетически взаимодействуют с молекулами высокомолекулярного вещества, как, например, при растворении желатина в воде, механизм растворения усложняется. В этом случае можно считать, что растворение протекает в две стадии, хотя, конечно, вторая стадия практически начинается раньше окончания первой. [c.444]

В настоящее время еще невозможно точно установить связь между природой растворителя и его способностью растворять данное высокомолекулярное вещество. Обычно ограничиваются эмпирическим правилом подобное растворяется в подобном. Иными словами, неполярные полимеры растворяются в неполярных растворителях, а полярные —в полярных. Джи установил связь между способностью растворителей вызывать набухание и растворение полимера и значениями плотностей когезионных энергий этих растворителей. Удельная плотность когезио 1ной энергии, /Умол (где Е — когезионная энергия или скрытая теплота испарения, Умол — мольный объем) представляет собой энергию, которую необходимо затратить для того, чтобы раздвинуть молекулы, содержащиеся в 1 см полимера, на расстояние, превышающее сферу их действия. На ряде примеров было показано, что максимальное набухание наблюдается, когда удельные плотности когезионной энергии растворителя и полимера равны или близки. [c.445]

ЛИОТРОПНЫЕ РЯДЫ — ряды, в которых ионы последовательно располагаются по величине их влияния на свойства растворителя в растворе или дисперсионной среды в дисперсной системе. Например, Л. р. ионов, размещенных по их возрастающему влиянию на вязкость и поверхностное натяжение Еодных растворов, на растворимость в воде, на набухание высокомолекулярных веществ (белков, пектинов, агар-агара, крахмала и др.), на застудневание водных растворов таких веществ, а также их высаливание из растворов и т. д. Расположение ионов в Л. р. зависит от их способности связывать воду, которую они отнимают от гидратированных молекул, растворенного вещества или частиц дисперсной фазы. Наиболее изучен ряд неорганических анионов SQ2-, F-, 107, Br0 , l-, 10J-, Вг- <0 и т.д., менее четко выражено отличие в Л. р. однозарядных Li+, Na+, К" , Rb+ и двузарядных Mg +, a +, Sг , Ba + катионов. Впервые Л. р. по высаливаншо яичного альбумина натриевыми солями различных кислот был установлен R 1888 г. Г. Гофмейстером. Процессы ьысаливания имеют большое практическое значение в технологии многих производств. [c.148]

Растворение высокомолекулярных соединений представляет собой весьма своеобразный процесс, отличающийся от растворения низкомолекулярных веществ. При раствоиеиии низкомолекулярных веш,еств происходит взаимное смешение растворителя и растворенного веп ества, близких по размерам молекул и по скорости диффузии. При растворении высокомолекулярных соединений обычно вначале происходит набухание, т. е. проникновение небо.пьших и подвилшых молекул растворителя в полимер. Молекулы растворителя раздвигают макромолекулы, ослабляя связи между ними и облегчая им тем самым переход в раствор. При растворении полимера можно [c.437]

Набухание далеко не всегда кончается растворением полимера. Очень часто после достижения определенной степени набухания процесс прекращается из-за того, что высокомолекулярное вещество ограниченно растворяется в данном растворителе. Вследствие этого в конце процесса набухания образуется две фазы — насыщенный раствор полимера в растворителе и насыщенный раствор растворителя в полимере (студень). Такое ограниченное набухание имеет много общего с ограниченным растворением жидкостей. Примерами набухания, обусловленного ограниченным растворением, является набухание поливинилхлорида в ацетоне и полихлоронрена в бензоле. [c.152]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология