Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Регулярность и стереорегулярность является необходимым, но не достаточным условием, чтобы обеспечить кристаллизуемость




2.Наличие оптимальной гибкости цепи. Кристаллизуются преимущественно полимеры с достаточно гибкими цепями,кристаллизация полимеров с жесткими цепями затруднена. При этом, в области температур, в которой гибкость цепи слишком велика, интенсивное тепловое движение нарушает ориентацию звеньев иобразование кристаллов невозможно. Слишком сильное охлаждение полимера может привести к тому, что энергия теплового движения окажется недостаточной для перегруппировки звеньев. Обычно это происходит ниже температуры стеклования полимера, когда тепловое движение звеньев незначительно. Следовательно, кристаллизация каждого полимера возможна только в определенном, характерном для него интервале температур, где обеспечивается оптимальная гибкость цепи: от температуры стеклования до температуры плавления.

3. Третьим условием, необходимым для возникновения кристаллической структуры необходимо соблюдение принципа плотнейшей упаковки, согласно которому наиболее вероятной и, следовательно, наиболее устойчивой структуре соответствует плотная укладка ионов, атомов или

молекул в кристалле.

Для кристаллических полимеров характерна лишь частичная упорядоченность макромолекул, т.к. процессу кристаллизации препятствует длинноцепное строение макромолекул. В кристаллическом полимере всегда имеются аморфные области и можно говорить лишь о степени его кристалличности.

Существует две принципиальные возможности для укладывания макромолекул в кристаллическом состоянии. Для жесткоцепных макромолекул характерно образование вытянутых (фибриллярных структур), такие полимеры образуют толькокристаллы с вытянутыми цепями (КВЦ).Для гибкоцепных полимеров при образовании кристаллических решеток характерно складывание и образование кристаллов со складчатыми цепями (КСЦ).

Складываясь, макромолекулы образуют основной тип структурной организации полимерных кристаллов - пластинчатые монокристаллы (ламели), в которых макромолекулы расположены перпендикулярно широкой плоскости пластины. Толщина ламелей обычно составляет 100— 150 А, ширина достигает нескольких микрон. Обычно длина кри­сталлизующейся макромолекулы намного превышает толщину ламели и чтобы уложиться в кристалл, макромолекула должна многократно сложиться. Представление о складывании макромолекул стало фундаментом современной

морфологии полимерных кристаллов и получило многочисленные и прямые, и косвенные доказательства. В зависимости от условий кристаллизации можно реализовать различные типы складывания; крайние ситуации изображены схематически на рис.2.

 
 

 


Рис.2.Схемы складывания макромолекул в кристалл

а - лента с регулярным складыванием; б - лента с нерегулярным складыванием; в -регулярная ламель; г - нерегулярная ламель.

При регулярном складывании молекулярная цепь после выхода из ламели сразу же возвращается обратно в соседнее положение, образуя на поверхности правильную петлю, содержащую элемент цепи из пяти-шести атомов. В этом случае растут идеальные, совершенные монокристаллы. Однако в большинстве случаев складывание макромолекул происходит нерегулярно: на поверхности ламели образуются петли различной длины; возвращение макромолекулы в ламель происходит не в точке, соседней с точкой выхода ее из ламели, а в других точках, иногда значительно удаленных от точки выхода и даже находящихся на других растущих гранях ламели; часть макромолекул вообще не возвращается в исходную ламель, а составляет аморфную фазу на ее поверхности или переходит в соседние ламели, соединяя их между собой связками, которые называют проходными цепями. Связь между ламелями может осуществляться также за счет зацеплений двух петель от разных ламелей.

Наиболее распространенными видами кристаллических структур являются монокристаллы, фибриллы, сферолиты.

Если макроскопическое тело целиком построено из элементарных ячеек, которые могут быть совмещены друг с другом путем трансляции то это тело представляет собой монокристалл, т.е. идеальный кристалл.. Монокристалл –это кристалл все части которого относятся к одной и той же микроскопической кристаллографической ячейке. Простейшим монокристаллом является монослойная пластина –ламель. Все монокристаллы отличаются высокой степенью упорядоченности т е. малой

дефектностью. По строению монокристаллы можно разделить на три вида: пластинчатые, фибриллярные, глобулярные. Монокристаллы образуются только при медленной кристаллизации из разбавленного раствора

Пластинчатые монокристаллы получены для многих полимеров при кристаллизации из разбавленных растворов (концентрация полимера 0,01—0,1 %). Пластинчатые монокристаллы состоят из тонких пластинок чаще всего ромбовидной формы толщиной примерно 10—26 нм и размерами сторон до I мкм. Поэтому часто пластинчатые кристаллы называют ламелярными

 

Прежде чем рассмотреть строение фибриллярных монокристаллов, остановимся на понятии «фибрилла». Этим термином обычно называют структуру, представляющую собой агрегат параллельно упакованных цепей. Длина фибриллы, как правило, намного превышает ее поперечные размеры. Толщина фибриллярных кристаллов обычно составляет 10—20 нм, а длина может достигать многих микрон. Фибриллярные кристаллы образуются из микрофибрилл, которые, в свою очередь, построены либо из выпрямленных цепей, либо из цепей складчатой конформации.

В глобулярных кристаллах узлы решетки образованы макромолекулами в глобулярной конформации. Такие кристаллы характерны для биополимеров, имеющих высокую степень однородности по размерам, что является необходимым условием образования глобулярных кристаллов.

 

При медленной кристаллизации из расплава или более быстрой из раствора образуются сферолиты— сферически-симметричное образование, представляющее собой совокупность пластинчатых монокристаллов — ламелей. Ламели организованы в сферолите таким образом, что они выстраиваются вдоль радиальных направлений от центра сферолита. Размеры сферолитов намного превышают размеры монокристаллов и достигают 1 см в диаметре. Важнейшими элементами сферолита являются фибриллы — волокнистые структуры, начинающиеся в центре сферолита и ориентированные радиально; именно фибриллы образуют ламели и обеспечивают их радиальную ориентацию. Механизм образования и роста сферолитов пока не ясен. Предполагается, что из некоторой точки, в которой образуется зародыш и которая становится центром сферолита, начинают расти ламелярные кристаллы по направлению радиусов; растущие грани ламелей перпендикулярны направлению радиусов, молекулы укладываются так, что их оси

нормальны радиусу сферолита. Агрегаты ламелярных кристаллов, распространяясь в направлении вдоль радиуса сферолита, скручиваются в спирали; по этой причине сферолитам свойственно двойное лучепреломление. Сферолиты бывают радиальные или кольцевые (в которых ламели скручиваются вокруг своей оси).

Растущие вдоль радиуса кристаллы могут прерываться, разветвляться, агрегировать, заполняя объем сферолита. Пространство между микрокристаллами заполнено некристаллизующейся частью полимерного вещества (петли, проходные цепи, неспособные складываться макромолекулы и т. д.), которая цементирует микрокристаллы, объединяя их в фибриллы. Последние, в свою очередь, связаны между собой проходными цепями или проходными фибриллами, поэтому в целом сферолит прочно связан с массой полимера, так что его невозможно выделить, не разрушив полимерный материал, в который «погружен» сферолит.

В сферолитах кристаллы растут из центра изотропно. Если рост кристаллов происходит анизотропно, образуются анизотропные структурные образования -дендриты. В них кристаллы ориентированы вдоль некоторых выделенных главных направлений, от которых возникают многочисленные ответвления; главных направлений может быть два, четыре или шесть. Причинами анизотропного роста фибрилл могут быть градиенты концентрации или температуры в кристаллизующемся полимере.

 

При быстром охлаждении расплава образуются так называемые кристаллиты –кристаллические образования не видимые в световой микроскоп. Их размеры обычно порядка 10-100 нм. В этом случае длина ламели не немного превышает ее толщину. Большое число дефектов отличает кристаллиты, в которых нет четкой границы между аморфной и кристаллической областью, от монокристаллов.

 

Аморфное фазовое состояние полимера характеризуется отсутствием упорядоченности в расположении макромолекул. Надмолекулярная структура аморфного состояния стеклообразных полимеров представляет собой одну из наиболее важных и наиболее дискуссионных проблем физики полимеров и имеет длительную историю. Фактически, вплоть до 1957 г. преобладало представление о том, что в аморфной фазе полимеров цепные макромолекулы имеют случайное распределение и что модель сваренного «спагетти» («войлока») - ста­тистического клубка является корректным описанием структуры (или, точнее, отсутствия таковой) этой фазы. В 60-х годах была сделана попытка

пересмотреть сложившиеся представления о структуре аморфных полимеров на основе концепции Френкеля о существовании квазикристаллического ближнего порядка в жидкостях. В работах Каргина и Слонимского впервые было выдвинуто предположение о существовании в полимерах ближнего (или локального) порядка. Они выдвинули гипотезу о «пачечном» строении аморфных полимеров. Согласно данной модели, основным структурным элементом системы является не собственно макромолекула, а межмолекулярная пачка, состоящая из нескольких параллельно уложенных макромолекул в развернутой конформации. Однако пачечная модель встретила весьма серьезные возражения. Флори теоретически показал, что и в разбавленном растворе, и в концентрированном растворе, и в блоке макромолекула имеет форму невозмущенного статистического клубка. Вскоре данный факт был подтвержден экспериментально.

Все это привело не только к полному отказу от «пачечной» модели, но и к отрицанию многими авторами самой возможности образования каких-либо структур в аморфных полимерах. Такой вывод, конечно, не может не вызывать возражений. Совокупность накопленных экспериментальных данных свидетельствует о том, что идеальный полимер, имеющий вид бесструктурной жидкости, которая состоит из самопересекающихся случайных клубков, является, скорее, исключением, чем правилом. Однако существовали и другие мнения. Бойер привел умозрительную схему (рис. 3А), согласно которой наличие локального порядка не обязательно изменяет величину радиуса инерции макромолекулы. До сегодняшнего дня, существовали две основные модели областей локального порядка в аморфном состоянии стеклообразных полимеров. Первоначально предполагалось, что такая область представляет собой аналог кристаллита со сложенными цепями (КСЦ). Однако, компьютерные расчеты показали, что вероятность складывания макромолекул в аморфном состоянии практически равна нулю. Вторым модельным представлением областей локального порядка является так называемая мицеллярная доменная структура, которая представляет собой своего рода аналог кристаллита с вытянутыми цепями (КВЦ) в котором параллельная укладка макромолекул осуществляется на расстояниях, равных нескольким статистическим сегментам макромолекулы (рис. 3Б). Что касается размеров областей локального порядка, то следует отметить, что первоначально (Каргиным) их протяженность предполагалась достаточно большой (порядка нескольких тысяч ангстрем). Однако впоследствии происходила эволюция взглядов в сторону уменьше­ния этой величины, и Бойер, предложил считать, что области локального порядка имеют размер меньше 5,0 нм, а дальнего — больше 10,0 нм.

 

В работах Фишера и Деттенмайера было показано, что размер областей локального порядка вряд ли превышает 1,0 нм.

 

 


 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 3. Схематическое (модельное) представление молекулярного клубка (А) (1 — статистический клубок, 2 — он же с областями локального порядка); аморфного состояния (Б) (1 мицеллярная модель со сложными цепями, 3 — мицеллярная доменная структура).

Сейчас практически все исследователи признают существование локального порядка в аморфной фазе стеклообразного полимера. Основ­ной проблемой является точная структурная идентифи­кация областей локального порядка и создание на этой основе количественной концепции, каковой является, например, кластерная модель. Предложенная на сегодняшний день кластерная модель, представляет собой наиболее удобную и адекватно описывающую свойства аморфных полимеров. Кластерная модель предполагает, что структура аморфного состояния полимера представляет собой области коллинеарных плотноупакованных сегментов (кластеров), погруженных в рыхлоупакованную матрицу (рис.4). Одновременно кластеры играют роль узлов сетки физических связей. Важен кроме того и тот факт, что образование кластеров не препятствует сохранению одинаковой формы макромолекулярного гауссового клубка в растворе и конденсированном состоянии.

 

Рис.4.Кластерная модель структуры аморфного полимера.

 

 

Отметим, что для существования локального порядка в аморфном состоянии полимеров существуют и строгие математические доводы самого общего характера. Согласно доказанной в теории чисел теореме Рамсея, любое достаточно большое количество i>R(i,j)чисел, точек или объектов (в рассматриваемом случае статистических сегментов) обязательно содержит высокоупорядоченную подсистему из Nj£R(i,j) таких сегментов. Поэтому абсолютная неупорядоченность больших систем невозможна.

В твердом состоянии макромолекулы вследствие своих больших размеров и в кристаллическом и в аморфном фазовом состоянии укладываются не плотно (по сравнению с низкомолеклярными системами). Вследствие этого они обладают большой удельной поверхности , а следовательно способны к абсорбции (поглощение всем объемом полимера различных веществ). Процесс абсорбции определяется целым рядом факторов. В первую очередь фактором, определяющим сорбционную способность полимеров, будет его надмолекулярная структура. Например, волокнообразующие природные полимеры, такие как целлюлоза – прекрасные сорбенты. Целлюлоза имеет сложную надмолекулярную структуру, простейшим элементом которой являются фибриллы –ассоциаты макромолекул размером до 3,5 нм, содержащие от 600 до 1500 макромолекул. Фибриллы связаны между собой межфибриллярными пустотами (порами) размером 1,5-10 нм. Кроме того, в волокнах природной целлюлозы возможно существование каналов размером несколько микрометров. Такая развитая капиллярно-пористая система, обусловливает протекание не только процессов истинной сорбции, но и капиллярного поглощения воды.

Таким образом, очень многие полимеры являются хорошими сорбентами вследствие развитой системы пор. Наличие пористой структуры предопределено низкой диффузионной подвижностью макромолекул и

большим временем их релаксации обеспечивающими неплотную упаковку макромолекул по сравнению с низкомолекулярными соединениями. При этом, если радиус пор составляет порядка 10-8см (суммарный объем пор 0.3-0.6 см3/г), то такие полимеры могут быть отнесены к микропористым сорбентам. В микропорах, например, целлюлозы могут поместиться, таким образом, по 4-5 молекул воды. Если в полимере присутствуют поры с радиусами, превышающими 10-5 см (суммарный объем пор таких сорбентов составляет 0,2-0,5 см3/г), то говорят о полимере с макропористой структурой.

Сорбционная способность полимера даже одной и той же химической природы может быть существенно различна в зависимости от его фазового и физического состояния. Понятно, что чем выше плотность полимера, тем меньше сорбционная способность полимера. Например, именно по этой причине, полимер в аморфном состоянии обладает лучшими сорбционными качествами, чем в кристаллическом, поскольку плотность полимера в кристаллическом состоянии выше, нежели в аморфном. Соответственно, при прочих равных условиях с увеличением степени кристалличности сорбционные свойства полимера ухудшаются. Находясь в стеклообразном состоянии полимеры обладают минимальным свободным объемом. Именно по этой причине сорбционные характеристики «стеклообразного» полимера хуже, чем «высокоэластического». Также, надмолекулярная структура полимера соответственно и его сорбционные характеристики, в существенной мере зависят от молекулярной массы ВМС.

В отсутствие микро или макропористой поверхности трудно ожидать от полимера большой сорбционной емкости по отношению ко всем растворителям. Его сорбция будет, скорей всего, проявляться только в отношении термодинамически хороших для этого полимера растворителей. Например, полиакриловая кислота будет сорбировать воду (термодинамически хороший растворитель для ПАК), но не будет сорбировать другое вещество, например, ацетон, в котором ПАК не растворима. Таким образом, второй важнейший фактор, определяющий сорбцию полимеров -это сродство между полимером и сорбируемым веществом, которое зависит от соотношения полярностей полимера и низкомолекулярной жидкости. Полярные полимеры хорошо сорбируют полярные жидкости и мало сорбируют неполярные, и соответственно, наоборот. Вполне очевидно, что гидрофильная целлюлоза будет значительно лучше сорбировать воду, чем гидрофобный натуральный каучук.

Вводя в полимерную матрицу сшивающие агенты, т.е. формируя пространственную сетку, становится возможным варьировать сорбционные характеристики полимера, даже не меняя химическую природу полимера. Наличие поперечных связей между макромолекулами приводит к тому, что полимерные сетки, помещенные в хороший растворитель, ограниченно

набухают в нем, не переходя в раствор. Чем больше сшит полимер, тем более плотная сетка. Это уменьшает сорбционную емкость полимера, но увеличивает стабильность полимера во времени. Наоборот, менее сшитые полимеры образуют слабую сетку. Абсорбция увеличивается, но устойчивость понижается. Таким образом, количество поперечных сшивок определяет равновесное состояние наполненного растворителем сшитого полимера. Обычно, полимерная сетка, абсорбировавшая в себя значительное количество растворителя, называется полимерным гелем. Если полимер сорбирует воду, то говорят о гидрогелях.

Наличие в полимере различных гидрофильных групп, таких как гидроксильные, амидные, лактамные и карбоксильные группы, при наличие сетки поперечных связей, позволяет полимерам не только легко сорбировать, но и удерживать воду. Такие гидрогели можно сравнить с губкой, с той лишь разницей, что губка при впитывании воды сохраняет постоянный размер, а этот гидрогель расширяется или сжимается в зависимости от объема поглощенной воды. Таким образом, гидрогель функционирует как водный резервуар, что позволяет с успехом применять гидрогели в сельском хозяйстве в качестве влагоудерживателей. Вода может извлекаться из полимера при ее испарении или поглощении корневой системой растения. Теряя воду, молекула приобретает свой первоначальный размер. Этот цикл расширения и сжатия молекулы может повторяться много раз.

По иному механизму сорбции (не за счет оптимального соотношения полярностей растворителя и полимера, и не за счет развитой системы пор) сорбируют огромные количества воды гели, построенные из ионогенных (полиэлектролитных) цепочек. Хорошо известно, что полиэлектролиты могут быть как отрицательно заряженными (полианионы), так и нести положительный заряд (поликатионы). Типичные примеры полианионов–акрилат и метакрилат натрия (Рис.5).

 

 

Рис.5 Фрагмент цепи полиакрилата и полиметакрилата натрия.

 

При набухании в воде цепи таких полимеров вследствие

диссоциации становятся отрицательно заряженными (содержат СОО- -группы), а в качестве положительно заряженных противоионов выступают ионы Na+. Один из представителей поликатионных полимеров – диаллилдиметиламмоний хлорид, диссоциирующий с образованием противоиона Cl- (Рис.6).

 

 

Рис.6 Фрагмент цепи полидиаллилдиметиламмоний хлорида.

 

Поскольку макроскопический образец геля должен быть электронейтральным, то заряд полимерных цепей геля должен быть скомпенсирован противоположным зарядом низкомолекулярных противоионов, находящимися в растворителе, в котором гель набухает.

Противоионы ответственны за многие из необычных свойств полиэлектролитных гелей. Одно из таких свойств, получившее наибольшее практическое использование, - суперабсорбционные свойства по отношению к воде. Оказывается, что все заряженные полимерные гели способны эффективно абсорбировать большое количество воды (до нескольких сот граммов воды на грамм сухого геля).

Причина суперабсорбционных свойств полиэлетролитных гелей –чисто физическая. Противоионы находятся внутри геля, но им энтропийно выгодно выйти во внешний большой объем воды и равномерно распределиться в нем. Это, однако, невозможно, так как при этом нарушится условие макроскопической электронейтральности: образец геля окажется чрезвычайно сильно заряжен, и возникающая при этом громадная электростатическая энергия намного существеннее выигрыша в энтропии противоионов за счет их равномерного распределения по всему объему воды. Противоионы вынуждены оставаться внутри сравнительно небольшого объема, их привязывает там условие электронейтральности. Одновременно противоионы оказывают распирающее давление на гель, им термодинамически выгодно максимально увеличить его объем. Распирающее давление противоионов вынужденно заключенных в малый объем, и есть причина суперабсорбционных свойств полиэлектролитных гелей.

За счет давления противоионов гель стремится увеличить свой

объем, а это можно сделать только абсорбировав большое количество воды. Изменения объема сухого геля при помещении его в воду могут достигать нескольких сот или даже тысячи раз.

Известен целый ряд суперабсорбентов на основе анионного поликриламида. Они представляю собой нерастворимые в воде сшитые сополимеры акриламида и акрилата калия (Рис.7).

 

Рис. 7. Фрагмент цепи сополимера акриламида с акрилатом калия.

Такие сополимеры абсорбируют количества дистиллированной воды до 500-700 раз больше своей массы, переходя в гели. На способность полиэлектролитных гелей сорбировать воду, весьма существенное влияние оказывает наличие в воде солей, что может быть объяснено следующим образом. При набухании геля заряженные молекулы в большей степени лишаются противоионов. В результате, элетростатическое взаимодействие зарядов цепи достигает максимальной величины, а отталкивание зарядов одного знака приводит к максимально возможному распрямлению цепи. Добавление любого электролита, ионы которого вызывают дополнительное экранирование зарядов полииона, приводит к существенному уменьшению пролиэлектролитного набухания.

Очень важным эффектом, связанным с полиэлектролитными гелями, является эффект коллапса гелей. Этот эффект был открыт в 1978 году профессором Т.Танакой из Массачусетского технологического института в Бостоне. Танака изучал набухание анионного полиакриламида в смесях воды и ацетона. Вода является хорошим растворителем для полиакриламида, а ацетон – плохим, поэтому при добавлении ацетона гель уменьшал свой объем (коллапсировал). В водной среде полиэлектролитные гели должны набухать существенно сильнее своих незаряженных аналогов за счет распирающего давления противоионов. В то же время в вводно-ацетоновых смесях при достаточно большом содержании ацетона растворитель является плохим, т.е. полимерные цепи притягиваются друг к другу и гель коллапсирует. (Рис.8.)

Объем геля при этом определяется силами притяжения звеньев и слабо зависит от наличия или отсутствия заряженных звеньев. Различие сколлапсированного и набухшего состояния геля становится очень большим (для заряженных гелей мы имеем не просто набухание в хорошем растворителе, а сверхнабухание за счет распирающего давления противоионов). В результате при коллапсе объем геля изменяется в несколько сот раз. После открытия эффекта коллапса гелей были проведены всесторонние исследования, и оказалось, что значительное скачкообразное изменение размеров геля может быть вызвано изменением температуры, рН среды, добавлением соли, поверхностно-активных веществ, линейных полимеров и т.д.

 

 

Рис.8. Схематическое изображение сколапсированного геля.

 

Таким образом, на основании изложенных выше аспектов, можно выделить некоторые группы гидрофильных полимеров, различающихся характером сорбции.

1-я группа, к которой относятся целлюлозные материалы. Они сорбируют достаточное количество полярных жидкостей, в том числе и воды, благодаря своей микропористой структуре. Вследствие своей неионогенной природы, сорбционная емкость целлюлозы будет определяться именно структурой целлюлозного материала, в частности, степенью кристалличности целлюлозы и плотностью ее упаковки, и практически не будет зависеть от присутствия низкомолекулярных ионов в растворе.

Ко второй группе относятся модифицированные целлюлозные материалы, например натриевые соли простого эфира целлюлозы –карбоксиметилцеллюлозы. Такие материалы приобретают слабые полиэлектролитные свойства, в результате чего сорбционные свойства полимера становятся зависимыми от наличия посторонних ионов в растворе. Сохраняя общую значительную сорбционную активность

целлюлозы по отношению к полярным жидкостям, сорбция модифицированных образцов целлюлозы будет уменьшаться в присутствии посторонних электролитов.

Третья группа полимеров -это синтетические полиэлектролиты –например полиакрилат и полиметакрилат натрия, или сополимеры на их основе. Если такие полимеры сшиты редкой сеткой, они будут удерживать значительные количество воды. Однако, вследствие сильных полиэлектролитных свойств, наличие любых посторонних ионов в растворе, приведет к существенному падению степени полиэлектролитного набухания. Сорбция не растворяющих полимер растворителей, в этом случае, так же как и растворителей, в которых не возможна диссоциация полиэилектролита на ионы, крайне незначительна.

Вопросы по теме

1.Назовите условия, необходимые для кристаллизации полимеров

2.Какие принципиальные возможности укладывания макромолекул при кристаллизации существуют

3.Что представляет собой ламель

4.Перечислите основные типы кристаллических структур в полимерах

5.Как развивались представления о надмолекулярной структуре аморфных полимеров

6.Что общего и в чем различие пачечной и кластерной моделей структуры аморфного полимера

7. Установите взаимосвязь между сорбционными свойствами полимера и его фазовым состоянием (степенью кристалличности)

8 Что представляют собой полиэлетролитные гели.

9 В чем причина суперабсорбционных свойств полиэлетролитных гелей.

10. Что представляет собой эффект коллапса гелей.

 

2.1.1.Лабораторная работа «Определение плотности полимеров»

ЗАДАНИЯ К ПРАКТИЧЕСКОЙ РАБОТЕ

Плотность полимеров определяют взвешиванием. Для этого образец полимера, имеющий комнатную температуру, подвешивают на тонкой медной проволоке и взвешивают на специально приспособленных весах с точностью до 0,01 г. Затем его полностью погружают в стакан с

дистиллированной водой комнатной температуры и взвешивают в воде с той же точностью.

При определении плотности материала следует учитывать, что вес образца в воздухе отличается от его веса в воде на величину выталкивающей силы воды: F= тв g, где тв — масса воды в объеме погруженного в нее тела; g — ускорение силы тяжести. Отношение веса бруска в воздухе к разнице весов бруска в воздухе и в воде [тg/( твg) = т/тв] есть относительная плотность исследуемого материала [d= т/тв]. Умножив относительную плотность d на плотность воды при данной температуре [рв] (табл.), вычисляют плотность материала р= dрв

 

После проведения опытов запишите результаты опыта в следующем порядке

 

 

- номер образца;

- масса разновесов при определении веса образца в воздухе т (в г);

- масса разновесов при определении веса образца в воде т1 (в г);

- масса воды в объеме образца тв = т — т 1 (в г);

- относительная плотность исследуемого материала d ;

- плотность воды при температуре опыта рв (в г/см3);

- плотность исследуемого материала р (в г/см3);

- среднее значение двух измерений рср (в г/см3);

Температура, °С Плотность, г/см3 Температура, °С Плотность, г/см3

Табл.







Дата добавления: 2014-11-10; просмотров: 1576. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!


Рекомендуемые страницы:


Studopedia.info - Студопедия - 2014-2021 год . (0.017 сек.) русская версия | украинская версия