Вязкость и форма макромолекулы

Среди высокомолекулярных соединений важное место занимают белки. Они играют основную роль во всех жизненных процессах, а продукты их переработки — в технике и производстве. Белки являются полимерными электролитами, так как их молекулы содержат ионогенные группы. Поэтому растворы белков имеют целый ряд особенностей по сравнению с растворами других полимеров. В состав молекул белков входят разнообразные а-аминокислоты, в общем виде формула их строения может быть записана в форме КНг — К — СООН. В водном растворе макромолекула представляет амфотерный ион КНз — К — СОО . Если числа диссоциированных амино- и карбоксильных групп одинаковы, то молекула белка в целом электронейтральна. Такое состояние бедка называют изоэлектрическим состоянием, а соответствующее ему значение pH раствора — изоэлектрической точкой (ИЭТ). Чаще всего белки — более сильные кислоты, чем основания, и для них ИЭТ лежит при pH < 7. При различных pH изменяется форма макромолекул в растворе. В ИЭТ макромолекулы свернуты в клубок вследствие взаимного притяжения разноименных зарядов. Б кислой и щелочной средах в макромолекуле преобладают заряды только одного знака, и вследствие их взаимного отталкивания молекулы распрямляются и существуют в растворе в виде длинных гибких цепочек. Поэтому практически все свойства растворов белков проходят через экстремальные значения в изоэлектрическом состоянии осмотическое давление и вязкость минимальны в ИЭТ и сильно возрастают в кислой и щелочной средах вследствие возрастания асимметрии молекул, минимальна также способность вещества к набуханию, оптическая плотность раствора в ИЭТ максимальна. Изучение всех этих свойств используется для определения изоэлектрической точки белков. [c.443]

Свойства полимеров резко зависят от геометрической формы макромолекул. Так, линейные полимеры, обладая большой прочностью, эластичностью, могут образовывать растворы с высокой вязкостью. Это связано с высокой степенью ориентации линейных макромолекул друг относительно друга и их довольно плотной упаковкой. Разветвленные полимеры обладают иногда даже большей растворимостью по сравнению с линейными полимерами. Степень разветвленности определяет их прочность и вязкость растворов. Например, полимеры с высокой степенью разветвления образуют растворы с пониженной вязкостью, что объясняется меньшей гибкостью этих макромолекул, а значит, и незначительной их асимметрией. Разветвленность макроцепи является еще одним видом нерегулярности макромолекул полимера, который мешает и даже препятствует процессу кристаллизации. С увеличением степени разветвленности макромолекул полимеры приближаются по физическим свойствам к обычным низкомолекулярным веществам. Сетчатые полимеры по свойствам очень отличаются от линейных и разветвленных полимеров. Они не растворяются и не плавятся без разложения, практически не кристаллизуются. Все эти и другие свойства зависят от степени связывания макромолекулярных цепей [c.382]

На течение растворов полимеров и их вязкость большое влияние мол<сет оказывать также изменение формы макромолекул. При наложении внешнего давления возможно распрямление полимерных клубков и ориентация их по направлению течения. В результате ориентации макромолекул гидродинамическое сопротивление потоку и вязкость раствора уменьшаются. При относительно больших концентрациях растворов распрямление и ориентация полимерных молекул затруднены. Поэтому при повышении концентрации растворов гибкоцепных макромолекул вязкость увеличивается более резко, чем предсказывает уравнение Эйнштейна. [c.195]

Как зависит вязкость растворов полимеров от нх молекуля )ной массы, формы макромолекул и их термодинамического сродства к растворителю Напишите уравнения Марка — Хаувинка и Хаггинса и объясните, при каких условиях они выполняются. [c.204]

Опыт показывает, что в изоэлектрическом состоянии вязкость белков наименьшая. Это связано с изменением формы макромолекул, так как макромолекулы в развернутом состоянии придают растворам более высокую вязкость, чем макромолекулы, свернутые в спираль или клубок. [c.340]

Полимерные добавки с волокнистой формой макромолекулы применяют как понизители водоотдачи, с глобулярной формой макромолекулы - как понизители вязкости [ 154, 169]. [c.30]

Вязкость зависит еще и от межмолекулярного взаимодействия н формы макромолекул. Взаимодействие между молекулами не учитывается при очень малой концентрации раствора. Предельное [c.286]

В общем случае с увеличением жесткости макромолекул величина а приближается к 1. При а=1 уравнение (29.13) переходит в уравнение Штаудингера и приведенная вязкость перестает зависеть от формы макромолекул. [c.474]

Вязкость раствора полимера зависит от природы растворителя. Это объясняется тем, что растворитель влияет на форму макромолекул в растворе. В хороших растворителях молекула полимера сольватиро-вана, что придает ей жесткость, и, следовательно, она имеет вытянутую форму. В плохих растворителях сольватация макромолекулы мала и ее отдельные части взаимодействуют друг с другом, в результате макромолекула сворачивается в более или менее плотный клубок (рис. 105). Чем лучше полимер растворяется в данном растворителе, тем более вытянуты макромолекулы и тем больше вязкость раствора. [c.257]

Как внутримолекулярная, так и межмолекулярная релаксация зависят от вязкости образца, размера и формы макромолекул. [c.333]

Свойства высокомолекулярных соединений зависят от молекулярного веса, химического состава и строения, формы макромолекул, ориентации и релаксации (релаксация — снятие напряжений в материале при нагревании), а также упорядоченности структуры макромолекулы. С увеличением молекулярного веса до известного предела улучшаются физико-механические свойства полимеров. Химический состав и строение оказывают большое влияние на тепло-, морозостойкость и химическую стойкость полимеров. Полимеры, имеющие менее разветвленное (асимметричное) строение макромолекулы, отличаются большей вязкостью, меньшей растворимостью и большей прочностью. От правильной ориентации макромолекул во многом зависит качество искусственного и синтетического волокон. [c.294]

При определении молекулярной массы вискозиметрическим методом с расчетом ее по характеристической вязкости получают средневязкостную молекулярную массу, значение которой для большинства полимеров лежит в интервале между и, т.е. > Л/, >, и зависит при этом от формы макромолекул в растворе [c.172]

Принцип действия полимерных присадок сводится к следующему. На вязкость раствора (базовое масло с полимерной присадкой) влияют размер и форма макромолекулы полимера, взаимодействие ее с маслом и взаимодействие макромолекул друг с другом. [c.87]

При взаимодействии с растворителем форма макромолекулы отличается от невозмущенной. Возрастание энергетического взаимодействия с растворителем приводит к распрямлению цепи. Это особенно относится к ксантогенату целлюлозы, который является полиэлектролитом. Ионизация дополнительно вызывает увеличение асимметрии клубка и возрастание вязкости [25, с. 282]. [c.118]

Измерение вязкости разбавленных растворов представляет собой один из простейших методов изучения размеров и формы макромолекул. [c.40]

Измерения вязкости, проведенные на образцах полимеров с известной формой макромолекул, показали существенное влияние строения макромолекул как на начальную вязкость, так и на степень аномалии вязкости. [c.203]

При низких значениях pH среды макромолекулы белка диссоциируют только по основному типу и, следовательно, по всей их длине расположены только положительные заряды, электростатическое отталкивание которых выпрямляет скрученные макромолекулы. В большом избытке кислоты из-за высокой концентрации посторонних ионов степень диссоциации белка уменьшается и макромолекулы вновь скручиваются в клубки. Аналогичная картина наблюдается в щелочной и сильно щелочной средах. С изменением формы макромолекул, естественно, связано и изменение ряда свойств раствора высокомолекулярного соединения. Например, вязкость раствора высокомолекулярного соединения с выпрямленными макромолекулами больше, чем с макромолекулами, скрученными в плотные клубки. [c.362]

Для изучения строения и формы макромолекул в растворе очень часто используют зависимость характеристической вязкости от скорости сдвига. Чтобы найти эту зависимость, необходимо использовать точную аппаратуру. [c.195]

Из теоретических концепций, развитых в методе ГПХ, следует, что в равновесных условиях различие в хроматографическом поведении макромолекул связано только с различием их размеров. При этом многообразие форм макромолекул не мешает описывать единообразно их гидродинамическое поведение, если использовать в качестве характеристического размера радиус эквивалентной сферы. Он подбирается таким образом, чтобы значения характеристической вязкости [т]] (определяющей коэффициент вращательного трения) и коэффициента поступательного трения /, найденные для макромолекулы и эквивалентной сферы, совпадали [52]. Для сферических частиц эти величины находят из законов Эйнштейна [c.110]

Для растворенной макромолекулы характерно состояние непрерывного хаотического движения. Молекула участвует в поступательном и вращательном броуновском движении, ее звенья непрерывно смещаются и вращаются одно относительно другого. Цепь макромолекулы представляет собой непрерывно деформирующийся хаотический клубок (рис. 23.1). К размерам и формам макромолекул очень чувствительны гидродинамические характеристики раствора, в частности вязкость. На рис. 23.1 изображены отдельные макромолекулы в потоке жидкости, лами-нарно текущей в капилляре. Слои жидкости движутся с разной скоростью — у стенок капилляра скорость равна нулю, в центре капилляра скорость максимальна. На участок частицы или макромолекулы, расположенной ближе к центру, воздействует более быстрый поток жидкости, приводящий частицу во вращательное движение. В результате частица движется не только поступательно, но и вращается, замедляя скорость самого потока, или как бы повышая вязкость системы. Измеряя вязкость раствора при различных концентрациях ВМВ с помощью вискозиметра, находят характеристическую вязкость [c.217]

Свойства полимеров зависят от геометрической формы макромолекул. Так, линейные полимеры, обладая большой прочностью, эластичностью, могут образовывать растворы с высокой вязкостью. Это связано с высокой степенью ориентации линейных макромолекул друг относительно друга и их довольно плотной упаковкой. Разветвленные полимеры обладают иногда даже большей растворимостью по сравнению с линейными полимерами. Степень разветвленности определяет их прочность и вязкость растворов. Например, полимеры с высокой степенью разветвления образуют растворы с пониженной вязкостью, что объясняется меньшей гибкостью этих макромолекул, а значит, и незначительной их асимметрией. Разветвленность макроцепи является еще одним видом нерегулярности макромолекул полимера, который мешает и даже препятствует кристаллизации. Сетчатые полимеры по свойствам очень отличаются от линейных и разветвленных полимеров. Они не растворяются, не плавятся без разложения, практи- [c.361]

С изменением формы макромолекул связано изменение вязкости растворов, так как молекулы в развернутом состоянии оказывают наибольшее сопротивление потоку и придают растворам высокую вязкость. А наиболее плотные молекулярные клубки отвечают наименьшей вязкости растворов. [c.206]

Результаты определения удельной вязкости полимера будут зависеть также от формы макромолекул. Наиболее достоверные результаты получаются для линейных нитевидных полимеров с молекулярным весом от 5000 до 50 000. Например, молекулярные веса ароматических или арилалифатических полиа.мидов с вполне удовлетворительной точностью рассчитывают по указанной выше формуле. При расчете же молекулярного веса полимеров, состоящих из гибких макромолекул с изогнутой цепью, необходимо вводить поправки. [c.40]

Предложено следующее уравнение, учитывающее влияние формы макромолекул на зависимость между вязкостью раствора и молекулярным весом полимера [c.41]

На форму макромолекулы в растворе, как это показали экспериментальные исследования, существенным образом влияет природа растворителя. В одном растворителе молекулы полимеров могут быть более вытянуты, в другом — более свернуты в клубок. Как правило, чем лучше полимер растворяется в данной жидкости, чем более он сольватнроваи, тем меньше участки молекулярной цепи взаимодействуют друг с другом, тем более вытянуты макромолекулы и тем выше вязкость раствора. В плохом растворителе макромолекулы мало сольватированы и поэтому образуют более компактные клубки. Поэтому введение в раствор полимера нерастворителя обычно значительно снижает вязкость раствора. [c.461]

С изменением формы макромолекул связано изменение вязкости растворов, так как молекулы в развернутом состоянии оказывяют наибольшее сопротивление потоку и придают раство- [c.207]

Хитозан проявляет ярко выраженные полиэлектролитные свойства в водной среде приобретает заряд, фиксированный на основной цепи макромолекулы. В связи с этим на его молекулярную конформацию оказывают влияние взаимодействие электрических зарядов, расположенных вдоль основной цепи макромолекул, и локальное сопротивление звеньев макромолекул продольному изгибу. Электростатические заряды влияют на форму макромолекул в растворах, набор конформационных состояний включает как статический клубок, так и более компактное "квазиглобулярное" состояние, характеристическая вязкость растворов зависит от молекулярной массы. Необходимо отметить, что хитозан сравнительно однороден по молекулярной массе. [c.388]

На форму макромолекул оказывает влияние также и природа растворитачя, температура и градиент скорости сдвига. В одном растворителе молекулы полимера могут быть более вытянуты, в другом свернуты. Аналогичные изменения формы макромолекул происходят под воздействием температуры и градиента скорости сдвига. В частности, при течении длинноцепочных макромолекул, находяшихся в растворе, их клубки ориентированы в направлении приложенной силы, что заметно изменяет их форму и уменьшает тем самым внутреннее трение, а следовательно, и вязкость масел [20]. [c.14]

Диалкиламинозамещенные полиэфиры представляют собой воскообразные продукты, диарил аминозамещенные — обладают каучукоподобными свойствами. Строение полиэфиров определяет весь комплекс физических свойств, в том числе и их растворимость. Алифатические полиэфиры растворяются значительно лучше, чем ароматические. Большинство алифатических полиэфиров хорошо растворяется в бензоле [94], хлорированных растворителях [401], феноле, крезолах. Ароматические полиэфиры растворимы в фенолах, пиридине [3871, триэтаноламине [402. Строение полиэфиров оказывает влияние и на свойства их растворов. Батцер [381] рассмотрел вопрос о связи числа вязкости ряда полиэфиров с формой макромолекулы в растворе. Для полиэфиров янтарной и пимелиновой кислот с гександиолом зависимость числа вязкости от концентрации линейна [382]. В случае же разветвленных полиэфиров тех же кислот с гексан-триолом кривая, выражающая эту зависимость, проходит через минимум или максимум. Батцер предложил величину отклонения от линейной зависимости применять как меру оценки степени разветвленности макромолекулы. Влияние на температуру плавления и кристалличность полиэфиров боковых заместителей было рассмотрено Доком и Кемпбеллом [384]. [c.24]

Крамер [1344] рассмотрел влияние длины и формы макромолекулы на температуру плавления и на растворимость синтетических волокнообразующих полимеров. Он указал, что кривая, характеризующая изменение температуры плавления и вязкость расплава с ростом молекулярного веса, показывает, 410 нецелесообразно использовать полимеры с молекулярным весом сверх определенного значения, так как температура плавления повышается крайне незначительно, а трудность формования резко возрастает. Для получения термостойких полимеров необходимо повышать энергию межмолекулярного взаилю- [c.100]

Низкие значения характеристической вязкости и величина а <С 0,5 могут быть объяснены сильной разветвлепностью полимерных цепей, в результате чего форма макромолекул в растворе должна значительно отличаться от формы линейных полимеров. Метод гомофазной радиационной полимеризации даже в случае бифункциональных мономеров не дает возможности получения строго линейных полимеров в случае же тетра- и гексафункциональпых мономеров наряду с обычными реакциями передачи цепи имеет место инициирование и рост цепи по остаточным двойным связям в полимере, что в конечном счете должно привести к сильно запутанным, а возможно даже сшитым участкам. Таким образом, полимер в растворе должен представлять собой микрогель, свойства которого будут значительно отличаться от растворов линейного полимера того же молекулярного веса. [c.102]

Хорошей моделью для изучения влияния формы макромолекул на вязкость разбавленных растворов являются полиэлектролиты (стр. 304). Форму макромолекулы полиэлектролита легко изменять, меняя степень диссоциации . Так, полиакриловая или полиметакриловая кислоты в водных растворах слабо диссоциированы и содержат небольшое число зарядов вдоль цепи, поэтому в разбавленном растворе цепь сворачивается и принимает форму клубка, что доказано электр онномикроскопически (глава V). Натриевые или калиевые соли этих кислот хорошо диссоциируют, отщепляя катионы, причем вдоль цепи образуется большое количество отрицательных зарядов, находящихся на достаточно близких расстояниях друг от друга. Между этими зарядами возникает электростатическое отталкивание. [c.424]

Из факта независимости температурного коэффициента вязкости и энергии активации течения от длины цепи еще не следует, что сама вязкость также не зависит от длины цепи. Это далеко не так. Вязкость определяется как результирующая величина движения полимерной молекулы в целом. Это результирующее движение зависит не только от скорости перескока отдельных сегментов, но также и от того, как связаны направления этих перескоков. Вследствие сложной пространственной формы макромолекул и множественных зацеплений, рассмотренных в гл. 3, не все отдельные перескоки вносят равный вклад в результирующее перемещение молекулы. Рассмотрим, например, положение, представленное на рис. 11.10 молекула АБВ переплелась в точке Г с другой молекулой, которая в свою очередь временно удерживается в том положении, которое она занимает за счет зацеплений в точках Я и Д. Допустим, что вследствие приложенного напряжения сдвига f сегмент БВ перемещается в положение БВ. Это вызовет перемещение центра масс молекулы вправо. Влияние этого перемещения скалсется на возникновении напряжения в сегменте цепи ГБВ (см. гл. 3), которое будет стремиться протащить оставшийся отрезок молекулы АГ через петлю. В результате сегмент АГ будет двигаться в направлении, противоположном начальному [c.227]

Высокомолекулярные соединения (1981) -- [ c.532 , c.533 , c.554 , c.574 ]

Высокомолекулярные соединения Издание 2 (1971) -- [ c.403 , c.405 , c.421 , c.438 , c.440 , c.477 ]

Высокомолекулярные соединения Издание 3 (1981) -- [ c.532 , c.533 , c.554 , c.574 ]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология