Студнеобразное состояние полимерных систем

Можно отчетливо представить себе трудности, которые возникают при попытке осуществить такую задачу. Эти трудности связаны, с одной стороны, с недостаточной изученностью особенностей студнеобразного состояния полимерных систем и, с другой стороны, с очень большим разнообразием и спецификой тех конкретных областей, где встречаются такие системы. Поэтому неизбежны как отдельные пробелы в изложении материала, так и значительные упрощения в узкоспециальных областях, что может в наибольшей степени касаться вопросов, связанных со своеобразием природных полимеров и особенно с тонкими механизмами поведения биологических объектов. Это почти неизбежная трудность при попытках проведения более широких обобщений. [c.6]

В монографии подробно излагаются вопросы образования и строения студней полимеров, особенности их свойств по сравнению с другими полимерными системами. На ряде примеров из области синтеза и переработки полимеров показано практическое значение студнеобразного состояния (при формовании искусственных волокон, получении пластифицированного поливинилхлорида, при переработке пищевых продуктов). [c.271]

Здесь следует несколько подробнее остановиться на самом определении понятия студень (студнеобразное состояние). Если отбросить некоторые второстепенные признаки, свойственные частным полимерным системам, то студни можно охарактеризовать как низко- и средне концентрированные системы полимер — растворитель, отличающиеся высокой обратимой деформацией и практически полным отсутствием текучести при напряжениях ниже пределов их механической прочности. [c.184]

В соответствии с этим описанию строения и свойств однофазных и двухфазных студней посвящены две отдельные главы книги, в которых рассматриваются также производные или частные разновидности студней. Обсуждение примеров студнеобразного состояния в различных полимерных системах и технологических процессах проводится по принципу объектов, а не по типам студней, поскольку в одних и тех же объектах и технологических процессах могут встречаться студни различных типов. [c.32]

Если принять эту точку зрения, то следовало бы ожидать, что деформация таких студней скорее подчиняется законам вязкого течения, чем закономерностям, характерным для студнеобразных систем. Несомненно, когда раствор полимера попадает в область несовместимости полимера с растворителем, то одним из первичных процессов оказывается увеличение контактов между макромолекулами и усиление связи между ними в результате ослабления экранирующего действия молекул растворителя на активные группы полимерной цепи. Но эта начальная стадия возникновения зародышей новых фаз не может являться конечным состоянием системы и сменяется разделением раствора на сосуществующие фазы. Следствием незавершенности слияния отдельных участков фаз и является возникновение особого состояния такой системы, т. е. студня с матрицей из концентрированной фазы. Если же параметры системы таковы, что фазовые превращения не наступают, то любое увеличение и усиление межмолекулярных контактов приведет лишь к некоторому количественному изменению реологических свойств раствора, а не к появлению принципиально новых соотношений между обратимой и необратимой деформациями. [c.167]

Трудность отыскания подходящего полимера заключается не только в этом. Для возникновения студнеобразного состояния необходимо, чтобы вязкость второй (полимерной) фазы, образующейся при фазовом распаде, была очень высокой и обеспечивала гетерогенность системы и упругость остова (матрицы) студня. Если молекулы полимера в этих условиях недостаточно жестки-и нарастание вязкости с концентрацией полимера протекает не очень быстро, то вторая фаза будет обладать относительно высокой текучестью и вместо застудневания произойдет жидкое расслоение или образование рыхлого осадка (разрушенный слабый студень). Ранее упоминалось о том, что уникальные свойства желатины связаны с тем, что при температурах ниже 40 °С в воде происходит спирализация молекул, вследствие чего они приобретают большую жесткость и одновременно уменьшается совместимость желатины с водой это и является причиной застудневания растворов желатины. [c.245]

В обзоре не решенных еще проблем студнеобразного состояния можно было бы коснуться и некоторых других деталей, относящихся к анализу и описанию структуры и свойств студней, однако это выходит за пределы поставленной в настоящей монографии задачи дать общий краткий обзор состояния проблемы полимерных студней. Дело в том, что детализация вопросов строения и свойств студней неизбежно связана со спецификой отдельных систем, и поэтому обсуждение таких деталей целесообразно проводить при рассмотрении теории и практики тех конкретных областей, к которым эти системы относятся. [c.255]

Впервые на неправильность такой трактовки причин возникновения внутренних напряжений при формировании полимерных покрытий было указано в работах В. А. Каргина и А. В. Лыкова с сотр. [4—10]. В них показано, что внутренние напряжения, возникающие при формировании полимерных покрытий, существенно зависят от скорости протекания релаксационных процессов и определяются не всей усадкой системы, а только незавершенной усадкой, проявляющейся после перехода раствора в студнеобразное состояние. В работах авторов [11 —16] было показано, что внутренние напряжения зависят от числа, природы и распределения локальных связей в системе и могут быть использованы как основ- [c.46]

Тип фазового превращения и форма выделяющейся полимерной фазы. Под типом фазового превращения имеют в виду распад на аморфные фазы, кристаллизацию в системе или распад на аморфные фазы с последующей кристаллизацией полимера. В последнем случае переход от аморфного равновесия к кристаллическому возможен через стадию жидкокристаллического состояния. Полимерная фаза может выделяться в форме текучей жидкости (расслоение на две жидкие фазы с одной поверхностью раздела) сетчатого или ячеистого каркаса (при переходе системы в студнеобразное состояние) дисперсии, которая отделяется в виде осадка или становится агрегативно устойчивой пастообразной системой. [c.62]

Описан [220] способ получения ВПС путем перевода полимерного раствора в студнеобразное состояние с последующим ме.ханическим диспергированием студней в минеральных солях или водорастворимых полимерах и обработкой в водной среде. Получение студня из раствора полимера возможно при переводе системы из области однофазного состояния в область, где компоненты раствора ограниченно совместимы, что достигается изменением температуры раствора, частичным испарением растворителя или добавкой осадителя. В качестве диспергирующих агентов используют хлориды натрия или кальция, карбонат кальция, фосфат натрия, желатин, поливиниловый спирт, карбоксиметилцеллюлозу и другие соединения, растворимые в воде. Это требование является одним из определяющих технико-экономическую целесообразность способа другое требование— использование легколетучего растворителя. [c.127]

Эти уравнения являются весьма упрощенными, так как в них не учтено влияние на величину внутренних напряжений различных физико-химических факторов скорости отверждения по толщине образцов, неоднородности их структуры и неравномерного распределения связей, природы подложки и др. Экспериментальные данные, полученные для различных полимерных покрытий [53—56], свидетельствуют об отсутствии однозначной зависимости внутренних напряжений от величины усадки и разности коэффициентов линейного расширения. Усадка максимальна в начальный период формирования, когда из системы удаляется наибольшее количество жидкой фазы или в полимеризации участвует наибольшее число функциональных групп. Однако на этой стадии отверждения в покрытиях практически не возникают внутренние напряжения. Резкое нарастание последних наблюдается при переходе системы в студнеобразное состояние вследствие замедления релаксационных процессов. Из этих данных следует, что внутренние напряжения определяются заторможенной усадкой. Значительное уменьшение усадки и коэффициента линейного расширения наблюдается при введении в полимерные системы активных наполнителей, взаимодействующих с полимером с образованием водородных или химических связей, однако внутренние напряжения при этом возрастают от 2 до 5 раз в результате резкого торможения релаксационных процессов. [c.39]

Специфика структурных превращений в полимерных системах определяется тем, что процесс отверждения их всегда проходит через стадию образования концентрированных студней. Переход системы в студнеобразное состояние связан с потерей текучести и формированием пространственной сетки из надмолекулярных структур. Отличие студня от отвержденного полимера состоит в том, что в ячейках его сетки сохраняется жидкая фаза, что и определяет особые свойства таких систем. Студнеобразное состояние широко распро.странено в природе. Оно характерно для структуры тканей растений и животных, продуктов питания. Как правило, эти студни являются разбавленными. Они удерживают в своей сетке значительное количество жидкой фазы при небольшой концентрации высокомолекулярного вещества. Разбавленные студни обладают упругими свойствами и подчиняются закону Гука, описывающему механическое поведение твердых тел. Они деформируются пропорционально действующей силе, но стоит убрать нагрузку, и тело быстро принимает исходную форму. [c.10]

Формование микрофнльтров с использованием осадительных ванн является наиболее сложным технологическим процессом вследствие многообразия явлений, протекающих в системе полимер— растворитель — осадитель. Осадитель используют при формовании как мокрым способом, т. е. при контакте раствора полимера с другой жидкостью без предварительной выдержки в газовоздушной среде, так и сухо-мокрым способом, т. е. при наличии стадии сухого формования. Можно сделать ошибочный вывод, что в последнем случае полимерную систему в студнеобразном состоянии вводят в жидкость лишь для отмывки системы от низкомолекулярной фазы. Действительно, цель процесса заключается в удалении низкомолекулярной фазы, однако при этом, поскольку полимерный каркас не представляет собой 100%-ный полимер, а является одной из фаз системы, включающей в себя полимер и растворитель, находящейся в равновесии с другой фазой системы, и появление в системе нового компонента (осадителя) должно привести к установлению в новой системе (полимер — растворитель — осадитель) фазового равновесия, отличного от фазового равновесия в первичном студне. Вклад в структуру готового продукта процессов, развивающихся на стадиях сухого и мокрого формования в сухо-мокром методе, будет рассмотрен далее. [c.54]

Следует заметить, что если для перевода раствора полимера в студнеобразное состояние вводить в него через границу раздела третий компонент (мокрый способ формования с применением осадителя), то, используя осадители с большей по сравнению с растворителем способностью к проникновению через стенку полимерного каркаса, вероятно, можно регулировать процесс образования трещин в полимерном продукте. При сегодняшнем уровне экспериментальных знаний в области физи-кохимии получения микрофильтров это предположение, однако, требует проверки для выявления реальной эффективности. Здесь возможны два осложняющих обстоятельства. Первое заключается в том, что при изменении типа осадителя или концентрации соли меняются термодинамические характеристики системы и кинетика процесса фазового распада, что само по себе ведет к различию морфологии полимерных объектов. Другим осложняющим обстоятельством здесь может стать соотношение доли диффузионного и капиллярного проникновения осадителя (различающихся по скорости на несколько десятичных порядков) в толщу студня. При сдвиге этого соотношения в пользу капиллярного проникновения осадителя эффективность организации трещин за счет осмотических явлений может стать низкой. [c.78]