В предыдущей главе рассмотрен один из классов коллоидных растворов — суспензоиды. Однако имеется большое число коллоидных растворов иного типа, технически еще более важных и отличающихся совершенно другими свойствами. Они получаются обычно непосредственным растворением в соответствующих растворителях аморфных твердых веществ. Чтобы иметь полную характеристику этих растворов, необходимо прежде всего получить возможно более ясное представление о химической структуре тех аморфных веществ, из которых они получаются. Применение классических методов определения структурыхимических соединений к таким аморфным веществам, как каучук, целлюлоза, белки и т. п., прежде считалось невозможным. Эти вещества трудно поддаются очистке; от обычных осмотических методов определения их молекулярного веса пришлось отказаться, так как для этих веществ получались величины слишком высокие, что не допускало точности измерения; наконец, никаких методов химического их синтеза не существовало. Прогресс последних лет в разрешении этих проблем был изумительный: электродиализ, центрифугирование и др. улучшили методы очистки; ультрацентрифугирование и изучение вязкости дали надежные методы определения молекулярного веса*; наконец, были разработаны непосредственные и относительно простые синтезы, если не подлинных природных продуктов, то весьма сходных с ними по свойствам. В результате открылась новая многообещающая глава в изучении аморфных веществ.[6, С.150]
Растворам полимеров присущи свойства, характерные и для истинных и для коллоидных растворов Как и истинные растворы низкомолекулярных веществ, растворы полимеров представляют собой молекулярно-дисперсные системы, образующиеся самопроизвольно и сохраняющие стабильность и постоянство концентрации при различных температурах и длительном хранении и имеющие обратимые свойства. В то же время для полимерных растворов, как и для всяких коллоидных систем, х арактерны малая скорость шаим ной диффузии в системе растворитель—растворенное вещество.[1, С.61]
Прямым следствием господствовавших в то время представлений о структуре коллоидных растворов явилась известная гипотеза Манера и Марка3 о так называемом «мицеллярном» строении растворов полимеров. Это было непосредственным перенесением на полимеры не только взглядов, но и терминологии коллоидной химии. В настоящее время, когда можно 'более объективно оценить роль отдельных гипотез в развитии науки о полимерах, следует признать, что «мицеллярная» гипотеза строения растворов полимеров мало способствовала выработке 'Правильных представлений о высокомолекулярных системах.[7, С.21]
Осмотическое давление растворов полимеров. Для растворов полимера, заключенных в полупроницаемую ячейку, опущенную в растворитель, характерно явление осмоса, как и для коллоидных растворов. Это свойство связано с большими размерами макромолекул, вследствие чего они, подобно коллоидным частицам, не могут проникать через пористые перегородки. Согласно уравнению[1, С.72]
Другой точки зрения на природу растворов высокомолекулярных соединений придерживался Штаудингер, считавший, что в разбавленных растворах эти вещества находятся в виде отдельных макромолекул Некоторое сходство в свойствах обычных (мицел-лярных) коллоидных растворов и растворов полимеров, по его мнению, объясняется огромными размерами макромолекул, достигающих величины коллоидных частиц Но вещества, образующие ми-целлярные коллоидные растворы, при перемене растворителя нередко дают нормальные, истинные растворы Например, мыло с водой образует коллоидные системы, а со спиртом — истинные растворы Растворы высокомолекулярных соединений всегда отли-[5, С.478]
Полимерные латексы представляют собой устойчивые взвеси в воде сферических полимерных глобул (латексных частиц) диаметром, от 0,05 до 2 мкм (для эмульсионного ПВХ 0,05- 0,15, для микросуспензионного - 0,2 - 2 мкм), которые значительно крупнее частиц коллоидных растворов, но существенно мельче частиц обычных суспензий или расслаивающихся взвесей. Полимерные частицы в зависимости от температуры перехода в высокоэластическое (Т<,< 9 < Tf) или вязко-текучее (8 > Tf) состояние и температуры среды могут образовывать жесткую или эластичную корку на поверхности капли латекса. Кроме того, в водной фазе содержится растворенный эмульгатор - высоко-Молекулярное соединение типа синтетического мыла (натриевые или калиевые соли жирных кислот, сульфонаты, алкилсульфонаты и т.п.), т.е. при упаривании водная фаза может постепенно трансформироваться в коллоидный раствор. Таким образом, латексы одновременно обладают свойствами суспензий и коллоидных растворов, и структур-Hbie превращения при их сушке могут идти по любому из рассмотрен-нЫх механизмов.[4, С.119]
Если свойства указывают на относительную инертность частиц суспендированного твердого вещества, дисперсия носит название суспензоида, в отличие от менее устойчивой суспензии. Между тремя типами дисперсии не существует резкого разграничения. С изменением размера частиц свойства изменяются непрерывно. Область коллоидных растворов может быть грубо определена как область растворов, содержащих диспергированные частицы размером от 1 до 500 mjj,*.[6, С.108]
Концентрированные растворы по объемной доле полимера (ф) условно подразделяют на умеренно концентрированные (ф < 0,3) и высококонцентрированные (ф > 0,3). Высококонцентрированные растворы, содержащие 70...80% полимера, близки к пластифицированным системам (см. 7.4). Четкие границы между этими видами систем отсутствуют. Полимеры могут растворяться с образованием коллоидных растворов - например, латексы натурального каучука, вискоза (раствор ксантогената целлюлозы в щелочи - см. 22.1.1). Из любого полимера, в зависимости от сродства к растворителю, можно получить либо истинный раствор, либо коллоидный.[2, С.168]
В таких растворах макромолекулы ведут себя как самостоятельные кинетические единицы. Однако по ряду свойств (малое осмотическое давление, малая диффузионная способность, неспособность проникать через полупроницаемые мембраны, способность рассеивать свет, медленное протекание всех процессов в растворе, резкое влияние малых добавок) истинные растворы полимеров, даже сильно разбавленные, похожи на коллоидные растворы. Это сходство обусловленно сходством размеров частиц в растворах - макромолекул полимеров и коллоидных частиц низкомолекулярных соединений (10~7...1 0"9 м, или 1...100 нм). Однако истинные растворы полимеров принципиально отличаются от коллоидных растворов:[2, С.164]
Из микрофотографии образца порошка ПВХ (рис. 4.1, в), полученного сушкой распылением латекса, видно, что наряду со сплошными и полыми сферическими частицами имеются и неровные, обломанные частицы в виде скорлупок или сфер с вмятинами (горшковидные). Особый интерес представляют причины образования полых и горшко-видных частиц в процессе распылительной сушки латексов. Поскольку в одних случаях требуется получать крупные плотные частицы, в Других, наоборот, мелкие легкие частицы, необходимо знать причины образования полых частиц при высушивании капель латекса, чтобы по возможности технологическими приемами управлять процессом Формо- и структурообразования. Следует заметить, что тенденция образования полых и горшковидных частиц проявляется при сушке и Других жидких материалов: коллоидных растворов, композиций синтетических моющих средств, полимерных растворов и др. Существуют различные мнения о механизме образования полых структур частиц при сушке жидких материалов [94].[4, С.117]
Некоторые сщццфиче^кде^^войства высокомолекулярных веществ, такие, как растворениеГс предварительным набуханием и jBbicojcaa,. лязкд_сть_ растворов, исследователи коллоидных систем раньше объясняли сильным" 'взаимодействием диспергированных частиц с растворителем За повышенное «сродство» указанных частиц с растворителем такие растворы были названы лиофильны-ми, чем и подчеркивалось их отличие от ииофобных золей, где подобное «сродство» отсутствовало Подразделяя коллоидные системы на лиофобные и лиофильные, исследователи не видели принципиального различия между этими двумя системами, считая, что в том и другом случае кинетически независимыми частицами в растворе являются не молекулы, а кристаллические образования (мицеллы), состоящие из большого числа молекул Другими словами, при получении коллоидных растворов процесс диспергирования заканчивается на стадии образования мицелл и не доходит до полного отделения всех молекул растворенного вещества друг от друга ,[5, С.478]
ТЕОРЕТИЧЕСКАЯ МЕХАНИКА СТУДЕНТАМ!!! Задачи по теоретической механике из сборника курсовых работ под редакцией А.А. Яблонского, Кепе, Диевского. Быстро, качественно, все виды оплат, СМС-оплата.
А также: Готовые решения задач по теормеху из методичек Тарга С.М. 1988 и 1989 г. и задачника Мещерского. Решение любых задач по термеху на заказ.
Если Вам нужны решения задач по Физике из методички Чертова А.Г. для заочников, а также решебнки: Прокофьева, Чертова, Воробьёва и Волькинштейна. Решение любых задач по физике и гидравлике на сайте fiziks.ru
Что самое приятное на любом из этих сайтов Вы можете заказать решение задач по другим предметам: химия, высшая математика, строймех, сопромат, электротехника, материаловедение, ТКМ и другие.