Полимер ерітінділері

Полимерлер тө менгі молекулалық қ осылыстарда ери алады. Тү зілген ерітінділер термодинамикалық тепе-тең дік орнағ аннан кейін, полимер молекулалары еріткіш молекулаларымен кә дімгі тө менгі молекулалық ерітіндегідей араласады.

Полимер молекуласы еріткішпен ә рекеттескенде шын ерітінді, коллоидты система жә не сілікпе тү зілуі мү мкін. Егер полимермен еріткіш молекулалары ө зара ә рекеттесетін болса, онда мұ ндай еріткіште полимер ө з бетімен ериді. Полимерлердің шын ерітінділердің теориялық жә не практикалық маң ызы ө те ү лкен.

Шын ерітінділерге тө мендегідей қ асиеттер тә н: компаненттер арасындағ ы ө зара ұ қ састық; ө з бетімен тү зілу; термодинамикалық тұ рақ тылық; бір фазалық; беткі бө лінудің жоқ тығ ы; қ айтымдылық.Макромолекуланың ү лкен ө лшемдеріне байланысты полимердің еру процесі мен олардың ерітінділерінің қ асиеттері бірқ атар ерекшеліктерімен ажыратылады. Олар: еру жағ дайы ө згерген кезде тепе-тең дік кү йінің орнау жылдамдығ ының тө мендігі жә не сұ йытылғ ан ерітінділерінің ө зінің ө те ү лкен тұ тқ ырлығ ы. Сонымен қ атар еру процесінің алдында, полимердің ісінуі жү зеге асады. Жоғ ары молекулалық массаларына қ арамастан, полимерлердің кө пшілігі кө птеген еріткіштерде жақ сы ериді жә не олардың еру тө мен молекулалық заттардікіне жақ ын. Бұ л полимерге молекулааралық қ уыстары бар қ опсығ ан қ ұ рылыс беретін макромолекуланың иілгіштігімен тү сіндіріледі. Бос кең істікті толтырып болғ ан соң еріткіш молекулалары полимер тізбегін ажырата бастайды. Макромолекулалар бір-бірімен едә уір ажырағ анда, олар бө лініп, ерітіндіге ө те бастайды.

Полимерлердің еру процесі ісіну сатысы арқ ылы жү реді. Ісіну – полимерлердің еріткіш молекулаларын сің іріп алуы. Ісіну – бұ л біржақ ты араласу процесі, мұ нда полимер еріткіш ролін атқ арады.

Полимердің ісінуі шекті жә не шексіз болып бө лінеді. Шексіз – бұ л ө з еркімен еруге ауысатын ісіну. Біраз уақ ыттан кейін, полимер тізбектері едә уір ажырағ анда, олар жайлап еріткішке кө ше бастайды.

Шекті ісіну – полимердің сің іріп еріткішті сің іріп алу сатысымен ғ ана шектелген, полимердің ө з бетінше еру процесі жү рмейтін процесс. Мұ нда екі фаза тү зіледі: бірінші – еріткіштің полимердегі ерітіндісі; екінші – таза еріткіш. Бұ л фазалар айқ ын кө рінетін бетпен бө лінген. Ерітіндегі макромолекулалардың шекті пішіндері созылғ ан жіп немесе қ абысқ ан шумақ тағ ы шатасқ ан жіп тү рінде болады. Макромолекула пішініне еріткіш, температура, ішкі жә не молекулааралық кү штер ә сер етеді.

Полярлы полимерлердің молекулалары ә лсіз полярлы еріткіштерде пішінін ө згерте отырып, созылғ ан тізбекке жақ ындайды. Бұ л еріткіш молекуласы мен полимер макромолекуласының ө зара ә рекеттесуінің ә лсіздігімен жә не сольватты қ обаттардың жоқ тығ ының салдарынан пайда болатын бірдей зарядталғ ан маколмолекула топтарының ө зара тебісуімен тү сіндіріледі. Еріткіштің полярлығ ы артқ ан сайын оның полярлы полимердің жеке буындарымен ә рекеттесу кү ші ө се тү седі. Бұ л макромолекулалар маң айында сольватты қ абаттың тү зілуіне жә не оның буындарының ө зара тебісуін тө мендетуге ә келеді. Олар спираль тә різдес пішін алып, шумақ қ а жақ ындайды. Полиэлектролиттің макромолекулалары ерітіндіге оның ионогенді топтарын бейтараптандыратын тө менгі молекулалық электролит қ осқ аннан кейін ғ ана қ айтадан шумақ талу қ абілетілігіне ие болады жә не бұ л макромолекула тізбектерінің ө зара тебілуін тө мендетеді.

Макромолекуланың ерітіндідегі ең ық тимал жағ дайы еріткіш сапасын бағ алау болып табылады. Егер еріткіш макромолекуланың иілгіштігін, ол қ опсығ ан шумақ пішінінде болатындай етіп ө сірсе, онда ол жақ сы " жақ сы" деп саналады. Қ опсығ ан шоғ ырдың бос жерлеріне еріткіш молекулалары жең іл еніп, оларды толтырады жә не макромолекуланың кейбір бө ліктерін жылжытқ андық тан жалпы кө лем де ө седі. Осығ ан " ісінген" макромолекулалар арасындағ ы бос еріткіштің кө лемі де азаяды. Мұ ндай ерітінділердің тұ тқ ырлығ ы, осмос қ ысымы, седиментация жылдамдығ ы жоғ ары, диффузия жылдамдығ ы тө мен болады.

" Жаман" еріткіште полимер макромолекулалары бірдей температура мен бірдей сұ йылтылу дә режесінде онша иілгіш жә не қ озғ алғ ыш емес. Сұ йытылғ ан ерітіндіде ең ық тимал конформация тығ ыз оралғ ан шумақ пішініне жақ ындайды. Мұ ндай пішінде макромолекула алатын кең істік ішіндегі еріткіш мө лшері ө те аз. Соғ ан орай молекулааралық кең істікті толтыратын " бос" еріткіш мө лшері артады.

Полимердің еруін тө мендегі факторлар анық тайды.

1. Полимер мен еріткіштің химиялық табиғ аты. Ә детте, бір-бірінде химиялық қ ұ рылысы бойынша ұ қ сас заттар ериді. Полярлы полимерлер полярлы еріткіште жә не керісінше.

2. Полимердің молекулалық массасы. Молекулалық масса артқ ан сайын полимердің ерігіштігі кемиді.

3. Полимер тізбегінің иілгіштігі артқ ан сайын ерігіштігі де ө седі.

4. Макромолекула қ абаттарының тығ ыздығ ы ө ссе, оның ерігіштігі кемиді. Яғ ни, кристалды полимерлер ө те нашар, ал аморфтылар жақ сы ериді.

5. Температура полимерлердің еруіне ә ртү рлі ә сер етеді. Кейбір полимерлер тө мен, ал кейбіреуі жоғ арғ ы температурада ериді.