Текучесть студней

Свойства студней. Наиболее характерной особенностью студней является их эластичность. Растворы ВМС, обладающие слабыми межмолекулярными связями, характеризуются большой текучестью. Студень способен противостоять течению, и вплоть до определенного значения приложенного сдвига ведет себя как эластичное твердое тело. Степень эластичности связана с концентрацией студни, содержащие в единице объема малое число межмолекулярных связей, весьма эластичны, в то время как увеличение числа межмолекулярных связей увеличивает жесткость образованного студня. Так, например, увеличение концентрации раствора в 8 раз (от 0,05 до 0,4%) приводит к повышению критического напряжения сдвига более чем в 15 тысяч раз. [c.373]

Структурированность растворов полимеров придает им еще одно свойство, называемое желатинированием. Суть его состоит в полной потере раствором текучести и приобретении твердо-образности раствор превращается в студень. [c.302]

Растворы высокомолекулярных веществ, равно как и лиозоли, в известных условиях теряют свою текучесть, т. е. переходят в студни. Застудневание может происходить спонтанно (самопроизвольно), в результате изменения температуры, при концентрировании раствора или при добавлении к нему не слишком больших количеств электролита. Как правило, под действием этих факторов структурная вязкость системы возрастает, что приводит к превращению жидкости в студень — систему, проявляющую ряд свойств твердого тела. [c.481]

Увеличение концентрации полимера в растворе может привести к образованию настолько прочной структуры, что раствор потеряет текучесть, т. е. превратится в студень. [c.258]

При повышении температуры сшивающие связи в узлах молекулярной сетки желатинового студня разрываются, упругий желатиновый студень плавится и превращается в раствор. Теплый желатиновый раствор неограниченно смешивается с водой и глицерином. При понижении температуры желатиновые растворы постепенно теряют текучесть и в конце концов застудневают, если только их концентрация не оказывается слишком низкой (ниже 0,7—0,9%). Плавление и застудневание желатинового студня можно повторять неограниченное число раз. [c.184]

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]

Перевод в нетекучее состояние (коагуляция, застудневание) осуществляется обычно путем диффузионной замены растворителя на нерас-творитель (осадительная ванна). Что касается ориентационной вытяжки, то, собственно, здесь и закладываются основные свойства волокна. И эта стадия технологического процесса является самой тонкой и в то же время самой ответственной. В самом деле, если в результате завершения процесса распада на две фазы студень полностью теряет текучесть, то ни о какой устойчивой ориентации макромолекул не может быть и речи, так как ориентация макромолекул связана с вязким течением. С другой стороны, если процесс перехода к равновесному составу фазы И (этот переход от точки а к точке б отмечен горизонтальной стрелкой на рис. 4) только начался и вязкость остова студня, т. е. будущей фазы И, еще относительно мала, то вытяжка такой системы [c.170]

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]

Таким образом, формирующуюся пленку следует рассматривать как упруговязкое тело, непрерывно подвергающееся деформации вследствие сокращения объема при испарении растворителя. Возникающие при этом напряжения будут малы, пока раствор, из которого образуется пленка, обладает малой вязкостью, так как они компенсируются течением растворов. Напряжения будут возрастать по мере увеличения вязкости раствора. Наконец, в том случае, когда раствор перейдет в студень или гель и полностью потеряет текучесть, все сокращение объема будет приводить к созданию напряжений в пленке. В этом случае член а/Г в уравнении Максвелла обращается в нуль и = Е(1г/(И или а = АУ , где а 1. [c.238]

Независимо от природы образующихся поперечных связей, студень отличается от раствора отсутствием текучести, та как имеющиеся локальные связи между цепями не позволяют им перемещаться друг относительно друга. Поэтому студень занимает промежуточное положение между растворами и. твердыми телами. [c.431]

Студни, образованные химическими связями, не способны к течению, так как макромолекулы, будучи сшиты, не могут перемещаться относительно друг друга. Состояние, когда система теряет текучесть в процессе полимеризации или поликонденсации в растворе и из вязкой массы переходит в студень, называется точкой гелеобразования, или гель-точкой. [c.289]

Каково бы ни было разнообразие гипотез о структуре студней, отсутствие текучести при таких соотношениях между растворенным (диспергированным) веществом и растворителем (дисперсионной средой) может быть объяснено только относительно устойчивой связью между частицами вещества, не нарушаемой при наложении на систему внешнего силового поля. Если напряженность силового поля превосходит определенный предел, то студень в отличие от раствора теряет сплошность, т. е. разрушается, но любой из образовавшихся фрагментов не деформируется необратимо. [c.12]

В тонких слоях и при высокой концентрации полимера в матричной фазе, а соответственно и малой текучести, ее матрица может сохранить непрерывность, и тогда образуется студень с очень высокой обратимой деформируемостью. Если же из-за локальной неравномерности процесса фазового разделения создаются внутренние напряжения, превышающие удельную прочность матричной фазы, происходит местное или общее разрушение остова (матрицы). Следствием этого может быть или усадка студня с сохранением общей формы сосуда, Б котором произошло первичное застудневание (частичный синерезис), или диспергация студня с образованием рыхлого осадка, объемность которого обусловлена тем, что в частицах его, представляющих фрагменты студня, сохраняются вкрапления жидкой фазы. [c.93]

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]

Студень представляет собой систему, потерявшую текучесть в результате образования внутренней структуры. [c.197]

Важную роль в производстве и применении клеев, прядильных растворов играют концентрированные растворы полимеров, обладающие текучестью, но переходящие в студень при нагревании с последующим охлаждением. Для получения их сначала приготовляют разбавленный раствор, концентрация которого настолько низка, что практически исключено образование межцепных связей. Если, однако, в макромолекуле находятся способные сильно взаимодействовать друг с другом группы, то может возникать довольно прочная связь между отдельными сегментами одной и той же цепи происходит своеобразное внутримолекулярное застудневание , скручивание макромолекулы в глобулы, так как раствор, будучи очень разбавленным по отношению к макромолекулам, оказывается концентрированным по отношению к звеньям или сегментам. В непосредственной близости гибких цепных молекул создается концентрированный раствор сегментов, которые поэтому часто сталкиваются между собой с образованием внутримолекулярных ( межсегментных ) связей. [c.383]

С повышением концентрации раствора и понижением температуры ассоциация усиливается, возникающие межмолекулярные контакты обладают большим временем жизни. Если средний период существования связей между макромолекулами становится очень большим, распад образовавшихся межмолекулярных связей может вообще прекратиться, при этом раствор теряет свою текучесть и переходит в студень. Значительная длина макромолекул приводит к тому, что образование студня возможно и в растворах низкой концентрации. Так, водный раствор агар-агара дает студень при комнатной температуре при концентрации 0,2%. Образование студня требует определенного промежутка времени, поскольку вследствие гибкости полимерных цепей в растворе установление равновесного числа межмолекулярных контактов носит релаксационный характер. [c.91]

Студни. Они представляют собой гомогенную систему, состоящую из ВМС и растворителя. Сплошная пространственная сетка имеет в сечении молекулярные размеры и образована не ван-дер-ваальсовыми, а химическими и водородными связями. С одной стороны, студень можно рассматривать как раствор ВМС, который образуется в том случае, если рроцесс растворения останавливается на второй стадии набухания, а с другой стороны, как раствор ВМС, который под воздействием внешних факторов потерял свою текучесть. Такие определения обусловлены двумя возможными способами получения студня. Студень образуется из раствора полимера при его охлаждении, выпаривании или при добавлении в небольших объемах электролита по другому способу студень получают при ограниченном набухании полимера в низкомолекулярной жидкости [c.372]

Отсутствие текучести — основное свойство, характеризующее студень, при большом избытке растворителя можно объяснить образованием пространственной сетчатой структуры, построенной из макромолекул или агрегатов макромолекул полимера, соединенных достаточно прочными связями. В отличие от структур, образованных мицеллами лиофобных золей, эти связи могут возникать между любыми частями гибких макромолекул, а не только между их концевыми группами. В ячейках такой пространственной структуры находится низкомолекулярная жидкость. Связи между макромолекулами или их arpe гатами могут иметь различную природу. Как правило, они возникают между несольватированными участками макромолекул и являются результатом взаимодействия полярных групп, т. е. могут быть химическими связями, в том числе водородными. Если полимер содержит ионогенные группы, несущие противоположные заряды, возможно и электростатическое взаимодействие. [c.266]

Независимо от прИрОДЫ образующихся поперЁЧных связей, сту- день Отличается от раствора отсутствием текучести, так как локальные связи между цепями или надмолекулярными структурами не позволяют им перемещаться относительно друг друга, Поэтому Студень занимает промежуточное положение между растворами и твердыми телами. [c.427]

Аналогично твердым телам студень характеризуется так называемым Пределом текучести. Предел текучести Р,, —это то напряжение, При котором Б системе начинается течение, т, е. происходит разруглепие поперечных связей. Чем прочнее поперечные связи, тем выше предел текучести, [c.427]

Концентрированные растворы желатины (30—45%) уже при 30 С образуют гель (студень). Менее концентрированные растворы теряют текучесть при более низкой температуре. Свойство клеев образовывать гели удобно для реставраторов. Н несение г Л>яа, Шве155Шость предотвращает растекание или всасьтанвд клея цлёйКй йЗ Мет очень прочны. [c.17]

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]

Предположим, систе.ча выдержана продолжительное время, и неравновесный раствор достиг концантрации Ху (точка г). Что произойдет с этим студнем, если его теперь нагреть до температуры То (точка <3) При нагревании система пересечет кривую текучести, и студень превратится в жидкость, которая затем при температуре Го постепенно перейдет к равновесному состоянию, [c.202]

При повышении концентрации дисперсной фазы или при снижении температуры может произойти желатинирование системы. Желатинированием называется процесс, при)юдящий к образованию студня или геля из золя. При желатинировании ][счезают микроскопические разделения, и вся масса золя застывает в гс могенный студень, имеющий характер полутвердого тела, так как исчезмет текучесть, характерная для жидких тел. В то же время золь даже при высокой вязкости сохраняет текучесть. [c.93]

Желатинированием называется процесс, приводящий к образованию студня или геля из золя. При желатинировании золя исчезают микроскопические разделения, и вся масса золя застывает в гомогенный студень, имеющий характер полутвердого тела, так как исчезает текучесть, характерная для жидких тел. В то же время золь даже при высокой вязкости сохраняет текучесть. [c.107]

Студни II типа — это системы с достаточно прочными межмолекулярными связями нефлуктуационной природы. В отличие от растворов полимеров при малых напряжениях сдвига они не обнаруживают заметного течения. Отсутствие текучести долгое время считали основным признаком любых студней, что неправильно. Студни И типа способны течь, но это происходит обычно при каком-то определенном значении напряжения сдвига, ниже которого студни ведут себя как твердые упругие тела, а выше — как текучие жидкости. Это напряжение сдвига получило название предельного напряжения предел текучести). Полагали, что оно связано с прочностью межмолекулярных связей, которые необ.ходимо разрушить. Однако, как было показано в гл. 7, не существует предела прочности тел, а разрушение тела — это процесс, происходящий во времени. То же самое наблюдается и для студней П типа. Так, Трапезников считает, что необратимые деформации в студнях могут развиваться при любом напряжении в зависимости от того, сколько времени в нагруженном состоянии находится студень. [c.397]

Нам представляется, что ответ на первый вопрос содержится в работах П. И. Зубова и В. А. Каргина , С. П. Панкова и А. За-бицкого . Студень — это система полимер—растворитель, в которой существуют пространственные сетки, лишающие систему текучести. Отсутствие текучести — один из главных признаков студня, отличающий его от раствора, поскольку в противоположность растворам пространственные сетки в студнях имеют не флуктуацион-ный характер, т. е. они не разрушаются при тепловом движении. [c.95]

Другими словами, застудневание представляет собою дальнейший этап в процессе структурирования, сопровождающийся не частичным, а полным захватом всей дисперсионной среды в единую систему—студень. Переходу золя в студень сопутствует довольно резкое изменение механических (реологических) свойств системы полная утрата текучести, как основного свойства жидкостных систем, и приобретение новых твердообразных механических свойств—некоторой жесткости, упругости и механической прочности, т. е., иначе, появление заметного нерелаксирующего (не исчезающего со временем) модуля сдвига. В то же время застудневшие системы сохраняют и пластично-вязкие свойства. [c.225]

Момент перехода золя в студень качественно определяют обычно (довольно условно) по потере текучести, например путем опрокидывания сосуда, содержащего студень, или путем наклона такого сосуда (пробирки) под углом 45°. Количественное изучение изменения реологических свойств при застудневании производят методами пластометрии, на чем мы немного уже останавливались ранее (стр. 213). Изучение это показало, что учет момента перехода золя в студень, вследствие огромной роли фактора времени в процессе застудневания, является все же трудным и условным, поскольку вообще нелегксь провести границу между структурированным золем и студнем. [c.225]

В случае же полимеров, свойства которых соответствуют изображенным на рис. 38, принципиально можно путем введения различных пластификаторов понижать любую из температур стеклования и этим создавать протяженные области различных сложных студнеобразных состояний, осуществляемых при помощи различных взаимодействующих групп. Легко понять, что такие студни могут обладать несколькими температурами плавления, при каждой из которых распадается группа связей определенного типа. Поэтому такой студень, становясь после каждого плавления еще более рыхлым и полвижным студнем, в конце концов, плавится окончательно и превращается в текучую жидкость. Этот последний переход соответствует в разбираемом случае достижению температуры текучести непластифицированного полимера. [c.171]

Студни — это структурированные растворы сшитых полимеров. Они не растворяются без разрушения ретки и лишены текучести. Студни имеют важное практическое значение это, например, студень желатины, крахмальный клейстер. Многие составные части живого организма— мышцы, кожа, ткани — находятся в состоянии студня. ПолифоСфонитрилхлорид — неорганическая резина— легко образует студни. Этот сшитый полимер сильно набухает во многих органических растворителях, например в бензоле, и увеличивается в весе на 400— 600%. Набухание глин и других линейных и слоистых [c.64]

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]

Потеря текучести и наличие упругих свойств являются характерными свойствами гелей при этом для устранения текучести достаточно сравнительно небольшого количества межценных связей. Очень большое значение имеет природа указанных связей. Если узлы сетки образованы водородными связями или взаимодействием динолей, то плавление студня может быть легко достигнуто нагреванием или изменением состава среды, если же цепи связаны между собой химическими связями (вулканизация, дубление), то студень может полностью утратить способность к плавлению. [c.265]

Провести аналогию между ограниченным набуханием высокополимеров и ограниченным смешением жидкостей можно только в тех случаях, когда при изменении температуры набухающий полимер начинает растворяться. Но очень часто мы сталкиваемся с ограниченным набуханием полимерных веществ и при повышенных температурах. Например, вулканизованный каучук или хорошо задубленная желатина не растворяются и при нагревании. Такое ограниченное набухание происходит в тех случаях, когда в полимерах имеются мостичные связи. Мостики, образованные между макромолекулами и лишающие систему текучести стр. 31—32), одновременно не дают возможности молекулам оторваться друг от друга и перейти в раствор. Отрезки цепей меяаду мостиками могут изгибаться и раздвигаться, поэтому маленькие молекулы растворителя могут проникать в пространство между макромолекулами. Вулканизованный или задубленный полимер может набухать, но не может растворяться. Результатом ограниченного набухания в этих случаях является образование студня. Студень — это система, состоящая из пространственной сетки молекул полимера, сшитых между собою в определенных местах, и молекул растворителя, заполняющих пустоты в этой сетке. [c.48]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология