Новая химия » Гидродинамические характеристики стандартов полистиролсульфоната в растворах различной ионной силы » Основные понятия, характеристическая вязкость. Вискозиметрия полиэлектролитов

Основные понятия, характеристическая вязкость. Вискозиметрия полиэлектролитов

Страница 1

Характеристическая вязкость является одной из самых широко используемых молекулярно-гидродинамических характеристик полимеров. Это объясняется ее информативностью, а также сравнительной простотой и доступностью метода.

Характеристическая вязкость раствора высокомолекулярного вещества [η] имеет размерность удельного объема и служит мерой дополнительных потерь энергии, связанных с вращением макромолекул в потоке.

Внутреннее трение или вязкость всякой жидкости проявляется в тех случаях, когда она находится в состоянии потока с отличным от нуля градиентом скорости. Простейший пример такого потока – ламинарный поток с постоянным градиентом скорости , направление которого нормально направлению скорости. Скорость жидкости при этом определяется выражениями

(21)

Чем больше внутреннее трение в жидкости, тем большее напряжение сдвига τ нужно приложить, чтобы поддерживать поток с заданным градиентом скорости . Последнее выражается формулой Ньютона:

(22)

Коэффициент пропорциональности η называют коэффициентом вязкости или просто вязкостью жидкости. Жидкости, для которых η не зависит от τ, называют ньютоновыми.

Определение характеристической вязкости вытекает из выражения

(23)

где – удельная вязкость раствора.

Можно также утверждать, что независимо от модельных свойств частиц (макромолекул), характеристическая вязкость раствора во всех случаях является мерой потерь энергии, вызванных вращением частиц в среде растворителя. Именно поэтому она связана с вращательной подвижностью частицы, а также пропорциональна удельному объему частицы в растворе.

Более или менее строгие теории вязкости растворов цепных молекул (Кирквуда - Райзмана, Зимма) приводят при достаточно большом числе сегментов в макромолекуле к совпадающему результату – соотношению

(24)

со значением коэффициента 1/моль.

Для гауссовых клубков и последнее уравнение переходит в [η]=

KηMa

с a=0.5. Такая зависимость характеристической вязкости действительно наблюдается в идеальных растворителях.

Вращательное трение червеобразной цепи было рассмотрено Хирстом, использовавшим и развившим формализм, разработанный Кирквудом, в его теории вращательного трения палочкообразного ожерелья.

Положение центров гидродинамического сопротивления (бусинок) с коэффициентом трения ж в используемой Хирстом модели определяется в молекулярной системе координат XYZ

, начало которой совмещено со средней точкой молекулярной цепи, а направление оси Zсовпадает с направлением цепи в этой точке. Предполагается цилиндрически-симметричное распределение элементов цепи с осью симметрии Z

. Применяя методы, разработанные для червеобразной цепи, Хирст вычислил - средние квадраты координат -го элемента цепи, удаленного по контуру цепи на расстояние Li от начала координат:

(25)

(26)

Эти выражения в области малых переходят в соотношения

(27)

(28)

Откуда, при следует и , что соответствует конформации прямой тонкой палочки. В области следует , что соответствует гауссову клубку с распределением сегментов, в средней сферически-симметричным относительно средней точки цепи.

Страницы: 1 2 3

Еще по теме:

Описание технологической схемы процесса производства этилового спирта
Технологическая схема синтеза производства этилового спирта Технологические схемы синтеза этанола различаются способами получения водяного пара и системами утилизации тепла. В наиболее совершенных схемах водяной пар для синтеза получают путем рецикла воды после отделения этанола и использованием во ...

Описание технологической схемы очистки углеводородного газа висбрекинга
Углеводородный газ висбрекинга из емкостей Е-101 и Е-103 поступает в низ абсорбера К-104, предназначенного для моноэтаноламиновой очистки углеводородных газов от сероводорода. Расход замеряется прибором поз.FI 345. Регенерированный раствор МЭА из узла регенерации насыщенного раствора МЭА поступает ...

Производство гидрата диацетон-2-кето-L-гулоновой кислоты
Четвертой стадией промышленного синтеза аскорбиновой кислоты является окисление диацетонсорбозы (ДАС) в диацетон-2-кето-L-гулоновую кислоту (ДКГК). Гидрат ДКГК кристаллизуется в виде бесцветных кристаллов с Тп.л=98—99°С, хорошо растворим в спирте, эфире, почти не растворим в ледяной воде. При кипяч ...

Идеи алхимии


Идеи алхимии

Алхимия - своеобразное явление культуры, особенно широко распространённое в Западной Европе в эпоху позднего средневековья. Слово «алхимия» производят от арабского алькимия, которое восходит к греческому chemeia, от cheo — лью, отливаю.

Категории

Copyright © 2018 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru
Copyright © 2021 - All Rights Reserved - www.chemitradition.ru