Растворы полимеров. 
Высокомолекулярные соединения

В результате изучения данной главы студент должен:

знать

• • термодинамические особенности растворения полимеров;
• • основные понятия физической химии растворов полимеров: качество растворителя, 0-условия, невозмущенные размеры и коэффициент набухания макромолекулярного клубка, характеристическая вязкость, срсднсвязкостная молекулярная масса;
• • базовые методы изучения свойств полимеров в растворе: осмометрия, вискозиметрия, динамическое и статическое светорассеяние, а также методы фракционирования полидиспсрсных полимеров;

уметь

• • прогнозировать поведение раствора полимера и параметры макромолекулы при изменении температуры, используя фазовые диаграммы и уравнение состояния полимерного раствора;
• • оценивать температуру и термодинамическое качество растворителя из данных осмометрии, светорассеяния и вискозиметрии;
• • рассчитывать размеры макромолекулярного клубка и его коэффициент набухания, а также молекулярную массу полимера;

владеть

• • методологией изучения полимеров в растворе;
• • математическим аппаратом расчета характеристик высокомолекулярного соединения на основе уравнений Хаггинса, Флори — Фокса и Марка — Куна — Хаувинка.

Экспериментальные исследования и количественная оценка характеристик как изолированных макромолекул (размер, величина статистического сегмента), так и их совокупности (средние молекулярные массы, функции молекулярно-массового распределения) являются насущной задачей физической химии полимеров. Вследствие того что высокомолекулярные соединения не существуют в газообразном состоянии, информацию об их молекулярно-массовых параметрах можно получить только при изучении растворов полимеров. Изучение поведения макромолекул в растворах имеет и самостоятельное значение, так как синтез и переработку полимеров зачастую ведут с использованием растворов. При этом эксплуатационные характеристики конечного продукта в значительной степени зависят от физико-химических особенностей промежуточного растворенного состояния. Широко используемые в быту и технике гели, студни, пластифицированные полимеры и т. д. представляют собой комбинацию полимера с низкомолекулярной жидкостью, и их физико-механическое поведение напрямую определяется закономерностями взаимодействий «полимер — растворитель». Эти же закономерности отвечают и за стабильность свойств полимерных материалов при эксплуатации в агрессивных средах.

Таким образом, понятие «раствор» для высокомолекулярных соединений гораздо шире, чем для низкомолекулярных веществ, и включает практически весь спектр физико-химических взаимодействий «полимер — жидкость». Исходя из этого, в данной главе рассмотрены вопросы, связанные с особенностями образования полимерных растворов, термодинамикой взаимодействия «полимер — растворитель» и фазовыми равновесиями, а также приведен экспериментальный и расчетный аппарат определения молекулярно-массовых характеристик макромолекул.