Студни, или гели полимеров

Растворы высокомолекулярных соединений нмеют значительную вязкость, которая быстро возрастает с увеличением коицеитрации растворов. Повышение концентрации макромолекулярных растворов, добавки веществ, понижающих растворимость полимера, и, часто, понижение температуры приводят к застудневанию, т. е. превращению сильно вязкого, но текучего раствора в сохраняющий форму твердообразный студень. Растворы полимеров с сильно вытянутыми макромолекулами застудневают ири небольшой коицеитрации раствора. Так, желатин и агар-агар образуют студии и гели в 0,2—1,0% растворах. Высушенные студни способны вновь набухать (существенное отличие от гелей). [c.315]

Многие гели и студни под влиянием механических воздействий при перемешивании, встряхивании и т. д. способны разжижаться, переходить в золи или растворы полимеров, а затем, при хранении в покое, с большей или меньшей скоростью вновь застудневать. Если вновь полученный гель или студень опять перемешать, то он снова разжижается, вязкость его уменьшается до вязкости исходного золя или раствора полимера. Но стоит оставить полученную систему в покое, как она через определенное время снова превращается в гель или студень. [c.232]

Набухание далеко не всегда кончается растворением. Очень часто после достижения известной степени набухания процесс прекращается. Одна из причин такого явления может заключаться в том, что высокомолекулярное вещество и растворитель способны смешиваться ограниченно. Поэтому в результате набухания в системе образуются две фазы — насыщенный раствор полимера в растворителе (собственно раствор) и насыщенный раствор растворителя в полимере (гель, студень). Такое ограниченное набухание носит равновесный характер, т. е. объем набухшего до предела высокомолекулярного вещества неограниченно долго остается неизменным, если только в системе не произойдут химические изменения. Примерами набухания, обусловленного ограниченным растворением, являются набухание поливинилхлорида в ацетоне и полихлоропрена в бензоле. Следует отметить, что ограниченное набухание, причина которого кроется в ограниченном растворении, очень часто при изменении условий опыта переходит в неограниченное. Так, желатин и агар, набухающие ограниченно в холодной воде, в теплой воде набухают неограниченно. [c.445]

Явление гистерезиса выражается не только в отставании вязкости, осмотического давления, оптического вращения и т. д., от изменения температуры, но также и в процессе синерезиса — самопроизвольного расслоения студня. При снижении растворимости полимера (например, за счет охлаждений) раньше, чем успеет осуществиться расслоение, может образоваться студень. Так как состояние равновесия соответствует расслоению и уже произошло застудневание, процесс разделения фаз (синерезис) продолжается в самом геле. Точно так же возникновение межцепных связей может отставать от падения температуры этим, по-видимому, объясняется, почему чрезмерно быстрое охлаждение растворов полимеров не ускоряет, а, наоборот, тормозит процесс застудневания (в результате снижения температуры падает скорость образования межцепных связей, которые не успели возникнуть при более высоких температурах). [c.504]

Широко распространенные термины студень и гель вошли в науку без точного определения, поэтому единства в их толковании трудно требовать. Порой возникающие дискуссии о природе студней (гелей) [43, 44] не имеют особого смысла. Единственно бесспорным может быть утверждение, что они представляют собой системы, потерявшие текучесть. Но природа таких систем может быть весьма разнообразной. Сходными механическими свойствами обладают не только двухфазные конденсационные структуры первого и второго рода, но и вполне гомогенные высокомолекулярные тела, не обладающие текучестью растворы, охлажденные ниже температуры текучести (без разделения на две фазы), набухшие в растворителе пространственные полимеры (молекулярные сетки). Едва [c.326]

ГЕЛЕОБРАЗОВАНИЕ (желатинирование, застудневание), переход жидкостей (дисперсных сист., р-ров, расплавов) в твердообразное состояние — гель или студень. Происходит вследствие возникновения в объеме жидкости пространств. структурной сетки. В коллоидных сист. сетка образуется в результате сцепления частиц дисперсной фазы (см. Структурообразование), в р-рах и расплавах полимеров — вследствие хим. сшивания линейных макромолекул, в результате трехмерной полимеризации или поликонденсации мономеров. [c.124]

При этом, естественно, следует учитывать и другую условность этого термина. Он, как и эквивалентный ему термин гель , происходит из определения того состояния растворов природных полимеров (желатина, агар, крахмал и т. п.), которое возникает при охлаждении растворов этих веществ. В дальнейшем наименование студень было распространено и на те случаи, когда отверждение раствора происходит в результате иных, весьма разнообразных причин, таких, как изменение со- [c.9]

Если процесс набухания при данной температуре останавливается на второй или третьей стадии или если и при повышении температуры процесс набухания не идет дальше второй стадии, то набухший полимер, взятый в качестве самостоятельной системы, называется студнем, или, по старой терминологии, эластичным гелем. Таким образом, студень—это насыщенный раствор низкомолекулярной жидкости в высокополимере Жа- Жа. Другими словами, студень—это система, состоящая, во-первых, из пространственной сетки, образованной из сшитых в некоторых местах между собой макромолекул полимера, и, во-вторых, из молекул низкомолекулярной жидкости, заполняющих свободные места в этой сетке. Следовательно, в отличие от обычных растворов Жз- Ж], в которых растворитель Жх является непрерывной средой с прерывно и равномерно распределенными молекулами растворенного вещества, в студне непрерывной средой (сеткой, скелетом) является растворяемое вещество полимера, а прерывно распределенными оказываются молекулы растворителя. Такое своеобразное строение студней обусловливает появление в них и ряда особенных физических и механических свойств, на которых мы остановимся позднее. [c.181]

Застудневание. Второй формой явной коагуляции лиофильных золей, включая в это понятие и растворы полимеров и коллоидные раствору в узком смысле, является процесс застудневания, или желатинирования. Точнее сказать, застудневание представляет собою лишь особый этап в общем процессе явной коагуляции. От другой формы явной коагуляции—высаливания—застудневание отличается тем, что при нем не происходит разделения системы на две фазы с образованием осадка, а вся система в целом переходит в особую, как бы промежуточную форму своего существования— студень (или по старой терминологии—гель). С этого промежуточного этапа явная коагуляция легко может перейти в заключительный этап также в виде двух форм или в виде высаливания, происходящего, как мы видели, при избыточном действии солей, или в виде так называемого синерезиса. [c.225]

Эластичные гели, образованные полимерами с гибкими макромолекулами, в аналогичных условиях ведут себя иначе. Благодаря гибкости пространственной сетки студень при высушивании легко деформируется, сжимается, так что можно высушиванием получить совершенно сухой полимер (ксерогель), который сохраняет эластичность. Он снова способен набухать в подходящем растворителе. Процесс обратим и может быть повторен неоднократно. [c.264]

Ограниченное набухание может также иметь место при химической модификации полимеров, которые сами по себе способны к неограниченному набуханию. Нанример, натуральный каучук может набухать в бензине до полного растворения, однако после вулканизации, когда его молекулы химически связаны некоторым количеством атомов серы и образуют прочную пространственную сетку, набухание становится ограниченным аналогично задубленный студень желатины даже при нагревании остается в ограниченно набухшем состоянии. При очень большом числе прочных связей между молекулами, например в эбоните, короткие отрезки цепей между узлами пространственной сетки утрачивают гибкость, гель перестает быть эластичным и теряет способность к набуханию. [c.263]

Здесь не рассматриваются явления так называемого гелеобразования в процессах полимеризации, в которых, например, в результате образования разветвленных полимерных молекул вследствие реакции передачи цепи на полимер или вследствие реакции сшивания по линии двойных связей, сохраняющихся при полимеризации диеновых углеводородов, реакционная смесь превращается в студень (гель). Эти вопросы описаны в литературе, посвященной теории и практике полимеризационных процессов. Кинетические особенности гелеобразования в процессе гомогенной радикальной полимеризации рассмотрены недавно Кучановым и Письменом [1]. [c.218]

Однако о структурно-механических свойствах адсорбционного слоя можно, очевидно, говорить лишь тогда, когда молекулы стабилизатора типа мылообразных веществ или адсорбирующихся полимеров присутствуют в системе и могут образовывать двухмерный гель или студень. [c.284]

Для наименования структурированных систем приняты термины гель и студень. Понятия гель и гелеобразование обычно относят к переходу лиофобных дисперсных систем (золей, суспензий) в вязкодисперсное состояние (см. рис. 27.3). Гели являются гетерогенными системами, они двухфазны, как золи и суспензии. Переход растворов полимеров к нетекучей эласт-ичной форме -обозначают понятиями студнеобразование и студень. Полимерные студни могут быть как гомогенными (I тип), так и гетерогенными системами (И тип). [c.475]

Переход раствора полимера в состояние студня при той же концентрации называется застудневанием, например, при охлаждении 5%-ного раствора желатины он превращается в студень. Застудневание отчетливо проявляется в прекращении броуновского движения в студне, оно не сопровождается заметным тепловым эффектом или изменением объема, что объясняется малым числом образующихся межцепных связей. Влияние электролитов на скорость застудневания зависит от их положения в лиотропном ряду (см. стр. 185), начиная от сульфатов, которые наиболее сильно ускоряют застудневание. Напротив, лиотропный ряд влияния электролитов на плавление студней имеет обратную последовательность, так как наиболее сильное расплавляющее действие оказывают ро-даниды и йодиды (см. стр. 208). Ввиду замедленной скорости установления равновесия в растворах полимеров (см. стр. 171), их нагревание и охлаждение может сопровождаться гистерезисом ряда свойств — вязкости, оптического вращения (мутаротация) и др., изменение которых обычно отстает от скорости изменения температуры растворов. Интересно, что слишком сильное охлаждение не ускоряет, а тормозит процесс застудневания, благодаря замедлению скорости образования межцепных связей. Например, по Хоку, 1,5%-ный раствор желатины в глицерине застудневает при комнатной температуре в несколько дней, а при 0° остается в течение нескольких недель в жидком состоянии. В эластичных гелях при определенной концентрации полимера и электролитов застудневание раствора может происходить в изотермических условиях, по типу тиксотропных превращений. Разбавленный студень желатины можно получить тиксотропным, подобно гелю гидроокиси железа тиксотропными свойствами обладает также протоплазма при некоторых клеточных процессах — во время деления клеток, при возбуждении клетки, при действии наркотиков и др. [c.209]

Концентрированные и коллоидные растворы полимеров при достаточно большой концентрации способны образовывать студни. Студнем (гелем) называют систему полимер-растворитель, лишенную текучести, но способную к большим обратимым деформациям, представляющую собой сплошную пространственную сетку, связанную межмолекулярными связями и удерживающую в себе растворитель. Основное отличие студней от концентрированных растворов связано с различием типов сетки. Сетки в растворах имеют флукгуационный характер, а в студнях они устойчивы. Студень уже не является термодинамически равновесной системой он из- [c.168]

Качество (растворяющая способность) ухудшается при понижении температуры в системах с ВКТР или при добавлении нерастворяющей низкомолекулярной жидкости или электролита. Образование студня (геля) представляет собой незавершенный процесс разделения раствора на две фазы при изменении условий, в котором вторая фаза по кинетическим причинам (большая вязкость) не может достичь равновесного состояния и застывает в виде сетки полимера. Обратимость означает, что студень можно расплавить при повышении температуры или изотермически разрушить при его деформировании, но он восстановится при возврате к начальным условиям (температура, отсутствие механических напряжений). Однако студни не являются термодинамически равновесными системами, как гели — коагулящюнные структуры гетерогенных коллоидов. [c.822]

В результате распада раствора полимера на каркасную и жидкую фазы образуется так называемый первичный студень (в литературе встречается термин первичный гель ). Если свежесформованную мембрану подвергнуть отжигу, т. е. обработке горячей жидкостью (ликвотермическая обработка), в мембране реализуются усадочные деформации. Обычно отжиг мембран осуществляется путем обработки их горячей водой (гидротермическая обработка). На примере мембран из ацетатов целлюлозы было показано [55], что скорость химических реакций, протекающих в отожженных мембранах заметно ниже, чем в первичном студне, что является свидетельством уплотнения полимерного материала при гидротермической обработке. Поскольку при получении асимметричных мембран осаждение полимера в поверхностном слое произошло быстрее, чем в остальной массе материала, напряжения в поверхностном слое оказываются более высокими. Поэтому при отжиге поверхностный слой претерпевает наибольшую усадку. При этом поверхность мембраны может уп лотниться настолько, что в ней исчезнут поры по [c.104]

Студень, или гель — это бинарная система, состоящая из пространственной сетки, образованной макромолекулами или их агрегатами, в которой распределены молекулы низкомолекулярной жидкости. Такие сетки при достаточно высокой концентрации полимера могут образовываться и в растворах (см. гл. 15). Основное Ьтличие студня от раствора состоит в том, что в растворах такие сетки имеют флуктуационный характер, т. е. непрерывно разрушаются и образуются под влиянием теплового движения в студне сетка имеет нефлуктуационный характер, т. е. при данных условиях она устойчива и под действием теплового движения не разрушается. [c.288]

Вследствие замедленной скорости установления равновесия в растворах полимеров (см.стр.152),их нагревание и охлаждение может сопровождаться гистерезисом ряда свойств — вязкости, оптического вращения (мутаротация) ндр., изменение которых обычно отстает от скорости изменения температуры растворов. Интересно, что слишком сильное охлаждение не ускоряет, а тормозит процесс застудневания, благодаря замедлению скорости образования межцепных связей. Например, по Хоку, 1,5%-ный раствор желатины в глицерине застудневает при комнатной температуре в несколько дней, а при 0° С остается в течение нескольких недель в жидком состоянии. В эластичных гелях при определенной концентрации полимера и электролитов застудневание раствора может происходить в изотермических условиях, по типу тиксотропных превращений. Разбавленный студень желатины можно получить тиксотроп-ным, подобно гелю гидроокиси железа тиксотропными свойствами обладает также протоплазма, при некоторых клеточных процессах — во время деления клеток, при возбуждении клетки, при действии наркотиков и др. [c.186]

Важными многокомпонентными полимерными системами являются студни. Нам кажется, что здесь имеется большая путаница в терминологии. Различают, например, студни и гели одного и того же полимера. Говорят о студнеобразовании и гелеобразова-нии, скажем, поливинилового спирта. В коллоидной химии эти понятия действительно различны, так как студень — это гель сетча-гокоагуляционной структуры, а могут быть гели иной структуры . [c.94]

Гели представляют собой пространственные сетки, ячейки которых заполнены растворителем. Гели характеризуются упругостью и отсутствием текучести. Эластичные гели, образованные цепными молекулами ВМС, благодаря гибкости цепей, легко изменяют свой объем при поглощении или отдаче растворителя. Основное значение для свойств гелей имеет взаимодействие между цепными молекулами, и их способность образовывать достаточно прочные связи для возникновения пространственной сетки. Если таких связей не слишком много, то образуется студень, обладающий упругими свойствами. При очень большом числе связей полимер набухает слабо и проявляет свойства застекло-ванного тела. Образование студней связано с наличием более или менее прочных связей между цепями ВМС. При наличии лишь слабых связей в полимере или значительной энергии взаимодействия полимера с растворителем полимер сначала набухает, а затем полностью растворяется такое набухание называется неограниченным (гуммиарабик в воде) по существу, здесь набухание является лишь первой стадией растворения. Если же полимер содержит некоторое число прочных связей, то он набухает, но не растворяется, так как молекулы полимера не могут разойтись, — ограниченное набухание. Набухание в этом случае проис- [c.288]

При астабилизации лиофилизованной дисперсии (часть энергии межфазной границы у которой компенсирована энергией смешения полимера со средой ДОсм) в точке А система попадает в область AG < < О —набухший гель или студень, из которого затем формируется пленка в результате испарения воды ГЖ). [c.41]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология