Свойства растворов ВМС общие с

Истинными растворами НМС

Ø Самопроизвольность образования

Ø Термодинамическая устойчивость

Ø Обратимость

Самопроизвольность образования растворов ВМС объясняется двумя причинами:

- при образовании раствора ВМС система переходит из гетерогенного состояния (сухой полимер – растворитель) в гомогенное (истинный раствор полимера), что приводит к уменьшению поверхностной энергии (DG _S < 0) и увеличению энтропии;

- растворение полимеров экзотермический процесс, т.к. сопровождается сольватацией (гидратацией) соответствующих групп атомов, и DН _{системы} < 0

С термодинамической точки зрения самопроизвольное протекание процесса обеспечивают энтальпийный (DH < 0) и энтропийный (DS > 0) факторы.

 

Термодинамическая устойчивость – это способность сохранять агрегативную устойчивость длительное время при неизменных внешних условиях. Устойчивость растворов ВМС обусловлена их гомогенностью и, как следствие, отсутствием стремления системы к уменьшению поверхностной энергии, а также самопроизвольным образованием растворов, которое сопровождается уменьшением свободной энергии (DG < 0).

 

Обратимость растворов ВМС. Обратимость – это способность растворов ВМС обратимо изменять свои свойства при изменении определенных факторов (концентрации, температуры, давления, рН среды и т.д.). Например, если из раствора полимера удалить часть растворителя, а потом снова добавить такое же количество жидкости, то полученный раствор будет иметь свойства исходного раствора. Примером обратимости являются процессы высаливания и лиофильной сушки.

 

Свойства растворов ВМС общие с коллоидными растворами

Растворы полимеров имеют общие свойства с коллоидными растворами. К ним относятся:

Ø Одинаковая степень дисперсности:

Для ВМС Д = 10 ⁸  – 10 ⁹  м ^–1

Для коллоидных частиц Д = 10 ⁷  – 10 ⁹  м ^–1

Ø Малая скорость диффузии

Ø Не способность макромолекул проникать через полупроницаемые мембраны

 

Особые свойства растворов ВМС

Ø Аномально высокая вязкость

Ø Более высокое осмотическое давление, чем рассчитанное по уравнению Вант-Гоффа

Ø Защитное действие ВМС по отношению к коллоидным растворам

Ø Явление коацервации

Ø Способность к желатинированию (структурированию)

Вязкость растворов ВМС

Растворы полимеров обладают более высокой вязкостью по сравнению с растворами низкомолекулярных соединений.

Основные причины:

- длинные разветвленные макромолекулы не способны ориентироваться в одном слое текущей жидкости, попадая в слои, текущие с меньшей скоростью, они замедляют течение жидкости, что приводит к увеличению вязкости;

- в результате сольватации макромолекул в растворах уменьшается доля свободного растворителя, что приводит к уменьшению текучести раствора;

- в концентрированных растворах ВМС макромолекулы образуют внутренние структуры, иммобилизирующие часть растворителя, что приводит к резкому повышению вязкости.

 

Аномально высокую вязкость в концентрированных растворах полимеров называют структурной.

 

Структурная вязкость имеет особенности:

- Увеличивается со временем.

 В результате теплового движения макромолекул несольватированные участки молекул сближаются, возникают межмолекулярные связи, что приводит к образованию ассоциатов и иммобилизации растворителя. Изменяется при механическом воздействии. Это явление называется тиксотропией.

Тиксотропия – это свойство концентрированных растворов ВМС обратимо изменять вязкость под влиянием механического воздействия. При встряхивании или перемешивании концентрированных растворов ВМС механически разрушаются непрочные внутренние структуры, вязкость уменьшается.

 Например: протоплазма клетки, синовиальная жидкость, хрусталик глаза обладают тиксотропными свойствами.