Гидродинамические свойства макромолекул в разбавленных растворах.

Метод вискозиметрии позволяет получить такие характеристики макромолекул, как молекулярная масса, размеры, коэффициент набухания макромолекулярного клубка, степень полдисперсности макромолекул. Вязкость (внутреннее трение жидкости) обусловлена взаимодействием молекул жидкости и проявляется при ее течении.

Вязкость полимеров определяют прибором, который называется вискозиметром.

При исследовании разбавленных растворов полимеров определяют не абсолютную, а относительную вязкость η_отн, т.е. отношение вязкости растворов полимера η к вязкости чистого растворителя η_о, которое при условии, что плотности разбавленного раствора и чистого растворителя совпадают, равно η_отн = η/η_о = τ/τ_о, где τ и τ_о время истечения раствора и чистого растворителя.

Удельная вязкость η_уд = η-η_о/η_о показывает относительный прирост вязкости вследствие введения в растворитель полимера;

Приведенная вязкость раствора η_пр=η_уд./с

lim η_уд./с при с → 0, называется характеристической вязкостью [η] .

Характеристическая вязкость полимера зависит от размеров макромолекулы в растворе, от природы растворителя и температуры раствора.

[η] =К^. - уравнение Марка-Куна-Хаувинка, где

a- константа, связанная с конформацией макромолекулы в растворе.

Молекулярная масса полимера, определенная по уравнению Марка-Куна-Хаувинка, является средневязкостной Мη.

Для гибких макромолекул в хороших растворителях а = 0,6-0,8 ;

Для жестких макромолекул a = 1,0-1,5;

Для палочкообразных частиц a = 2,0 .

Таким образом, «α» изменяется в пределах 0 £ a ³ 2,0.

Константы К и a находят, представив уравнение Марка-Куна-Хаувинка в логарифмической форме:

lg[ η] = lg К+a lg M

Молекулярные масс серии узких фракций полимера определяют с помощью какого- либо абсолютного метода (осмометрии, светорассеяния и др.). Из прямолинейной зависимости lg[ η] от lg M находят К и a.

Зависимость приведенной вязкости от концентрации раствора полимера описывается уравнением Хаггинса:

η_уд./с = [ η] + К’^. [ η] ^. c, где

К’ – константа Хаггинса, характеризующая взаимодействие макромолекул в данном растворителе. В хороших растворителях К^/= 0,2-0,3, а в плохих К^/³ 0,5;