Structura macromolecule
Caracteristica principală a compușilor este greutatea lor moleculară ridicată și, în consecință, dimensiunea lor moleculară mare.
Proprietățile acestor compuși depind nu numai de compoziția chimică, dar, de asemenea, dimensiunea și forma de molecule mari numite macromolecule în mod normal.
Trei tipuri de bază de molecule. Dispozitivelor intrauterine liniare, plane (bidimensional) și spațială (tridimensională).
Proprietățile macromolecule liniare
Acest tip include marea majoritate a marinei naturale și derivate în mod artificial. Această formă se întâlnește cea mai mică energie potențială a moleculelor.
lanț este adesea ramură, iar apoi acestea sunt numite cu catenă ramificată (b). În acest caz, macromolecule geometrically poate fi atribuită tipului de molecule bi-dimensionale.
In cazuri rare, macromolecula liniar omogen sub influența schimbării condițiilor externe (de exemplu, temperatură și presiune), sau substanțe străine aditivi pot adera unele cu altele în industria chimică (valență) conexiune, este stabilită în anumite părți ale circuitului la lungimea sa în formă de „poduri“ sau " săritor „(c). Astfel de molecule sunt numite molecule "cross-linked" ( "reticulate" structuri). Deoarece o astfel de „reticulare“ are loc în spațiul respectiv, macromoleculele sunt entități tridimensionale și devin sistem rigid cu proprietățile lor caracteristice (insolubilitate, lipsa de topire, elasticitate, plasticitate, etc.) DIU tipice cu molecule tridimensionale includ rășini fenol-formaldehidice.
Lungimea macromoleculelor de tip lanț atunci când conțin zeci de mii de atomi poate ajunge la câteva mii de angstromi.
Forma și structura macromoleculelor și alte proprietăți depind de marina - presiunea osmotică, umflarea, vâscozitatea.
Toate substanțele moleculare, datorită greutății moleculare mari, non-volatile și nu poate fi distilat.
Efectul temperaturii asupra structurii DIU
Forțele intermoleculare între atomii individuali și grupuri, împiedică schimbarea formei macromoleculelor. Pentru a schimba forma de macromolecule, este necesară pentru a depăși efectul forțelor intermoleculare, care este asociat cu cheltuielile de o anumită cantitate de energie. Odată cu creșterea temperaturii crește energia macromoleculelor, în care energia mișcării termice poate fi mai mare decât energia interacțiunii moleculelor cu altele, prin modificări de configurare și probabilitatea de dispunere reciprocă a moleculelor crește. Pe de altă parte, după răcirea macromoleculele de polimer regrupează practic încetează: ca urmare, polimerul rămâne în dezordonate structura sa ± amorfă în stare lichidă la temperaturi mult sub temperatura de cristalizare. Astfel, chiar și atunci când o răcire puternică nu este polimeri transferate într-un (cristalin) starea ordonată. Acest lucru bleumarin similar cu sticla și o stare de polimer înalt numit vitros. Procesul de vitrificare este adesea gamă destul de considerabile de temperatură. Acest interval de temperatură în care are loc această tranziție este menționată temperatura de tranziție. în special pentru fenomenul vitrificare se numește temperatură de vitrificare.
Temperatura de vitrificare deasupra polimerului începe să se schimbe dintr-o stare vitroasă la foarte elastic și îl reține în timpul încălzirii în continuare la o anumită temperatură, numită temperatura de tur. Peste această temperatură a polimerului apare mișcarea ireversibilă și spontană a macromoleculelor între ele (fluidității).
Capacitatea de a curge substanțe macromoleculare la temperaturi mai ridicate utilizate în domeniu pentru amestecarea cauciuc și materiale plastice, precum și cu ingrediente pentru a forma produsele de formare a materialului plastic.
Nu toate Navy amorf poate fi în toate cele trei state.
Caracteristicile generale ale soluțiilor de compuși macromoleculari
Soluții BMC sunt stabile termodinamic și măsurile de precauție adecvate poate exista atâta timp cât doriți. Când dizolvat DIU întotdeauna un sistem omogen, în care dizolvarea este însoțită de o reducere a potențialului termodinamic. Soluții coloidale contrar termodinamic instabile și sunt capabile să crească vechi.
Navy nu necesită dizolvarea prezenței sistemului stabilizator. În final, soluțiile BMC sunt în echilibru termodinamic și sunt sisteme reversibile. Astfel de sisteme de fază Gibbs aplicabilă în general (în opoziție cu sistemele coloidale).
De asemenea, trebuie amintit că starea de echilibru în soluții de substanțe de înaltă moleculare este stabilită lent.
Pentru soluțiile marinei caracterizate prin trei grupe de proprietăți. Primele două sunt soluții adevărate și coloidale inerente, iar al treilea grup caracteristic numai pentru soluțiile DIU: umflarea și studneobrazovanie.
Caracteristici ale primului și al doilea grup de proprietăți
Soluțiile IUD presiunea osmotică inerentă, care se calculează cu formula:
p = (a / M) R T + b 2 (15.1)
s, M - concentrația și greutatea moleculară a DIU, b - al doilea coeficient de virial (fluctuație reflectă structurile conformaționale ale macromolecule liniare)
Împărțiți partea stângă și dreaptă a ecuației la concentrare:
p / c = R T / M + b c (15.2)
Valoarea p / c - presiunea osmotică redusă. Pentru soluții și soluții coloidale cea mai ideala valoare osmotică a presiunii reduse este constantă și este independentă de concentrație. Pentru soluții Marinei, această valoare depinde de concentrația DIU (care se reflectă în ecuația 2.15).
In coordonatele „p / c - c„ecuație este ecuația 15.2 linia dreaptă a cărei panta este egală cu coeficientul b. și intercepta acestei linii pe axa ordonatelor corespunde valorii R T / M.
Astfel, valoarea presiunii osmotice poate fi determinată macromolecule cu greutate moleculară dizolvată IUD.
Soluție Viscozitate DIU depinde de concentrația substanțelor în soluție. Spre deosebire de alte soluții de DIU concentrație scăzută uneori conduce la o creștere semnificativă a viscozității soluție.
Vâscozitatea soluțiilor depinde de DIU determina condițiile, în special a presiunii. Acest lucru se datorează faptului că aceleași macromoleculele pot fi în diferite stări conformaționale: liniar la globulelor, astfel încât vâscozitatea soluțiilor de DIU poate fi inegal în diferite direcții. Macromoleculele Viscozitate cu îndreptat haotic funcționează în amonte decât viscozitatea macromolecule care au o formă a unei bobine.
Dacă polimerul vâscos sau o soluție a acestora pentru a împinge prin capilar, moleculele vor fi îndreptate și poziționate orientat și vâscozitatea va scădea.
soluții de vâscozitate DIU depinde și de proprietățile solventului și temperatura.
Pentru a distinge între soluția relativă DIU, specific celei descrise și vâscozitatea intrinsecă.
raport de viscozitate la soluția de h p h 0 vascozitatea solventului - relativă viscozitate.
t p soluția DIU expirare, t 0 - timpul de curgere al solventului (aceste cantități sunt determinate de viscozimetru).
viscozitate specifică - arată modul în care soluția de vâscozitate IUD crescută peste viscozitatea solventului:
Viscozitatea redusă - raportul dintre viscozitatea specifică până la atingerea concentrației:
De obicei, viscozitatea redusă depinde liniar de concentrația (ris.15.2) .Dacă linie extrapolare la intersecția cu axa y se obține valoarea / h /, care se numește viscozitatea intrinsecă:
/ H / l = i m h sp / c (15.6)
Ris.15.2.Izmenenie redus de viscozitate în funcție de concentrația de DIU.
Viscozitatea intrinsecă este determinată pe baza măsurării viscozimetrice, utilizând o valoare relativă, iar viscozitatea specifică redusă.
Viscozitatea intrinsecă pentru o pereche dată de substanțe este valoarea condiționată, dar constantă, nu depinde de solvent și de concentrația macromoleculelor de stat, mai mult decât atât, acesta este asociat cu o macromolecule cu greutate moleculară.
/ H / k = M a. l g / h / g = l k + l g și M (15,7)
M - greutatea moleculară medie a marinei, și, k - factori.
Ecuația 15.7 - Mark-Kuhn-Houwink.
Pentru soluții de polimeri cu catene scurte și rigide 1 și o ecuație simplificată = 15,7:
/ H / k = M, l g / h / l = g k + l g M (15,8)
Coeficientul A depinde de forma moleculelor. Coeficienții de semnificație sunt determinate experimental, aceasta permite valoarea viscozității intrinseci calculată macromolecule cu greutate moleculară. Cunoscând masa, putem determina media macromoleculele dimensiune r:
M = 4/3 p r 3 N A r (15,9)
la lista de prelegeri