Поможем в ✍️ написании учебной работы

Имя

Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой

Выберите тип работыЧасть дипломаДипломная работаКурсовая работаКонтрольная работаРешение задачРефератНаучно - исследовательская работаОтчет по практикеОтветы на билетыТест/экзамен onlineМонографияЭссеДокладКомпьютерный набор текстаКомпьютерный чертежРецензияПереводРепетиторБизнес-планКонспектыПроверка качестваЭкзамен на сайтеАспирантский рефератМагистерская работаНаучная статьяНаучный трудТехническая редакция текстаЧертеж от рукиДиаграммы, таблицыПрезентация к защитеТезисный планРечь к дипломуДоработка заказа клиентаОтзыв на дипломПубликация статьи в ВАКПубликация статьи в ScopusДипломная работа MBAПовышение оригинальностиКопирайтингДругое

Нажимая кнопку "Продолжить", я принимаю политику конфиденциальности

Наименование

Обозначение

Размерность

Тривиальное Строгое

СГС

СИ Вязкость Коэффициент вязкости h

Дин×с×см^-2

(П)

Н×с×м^-2 (Па×с) Относительная вязкость Вязкостное отношение h_отн=h/h₀

Безразмерна

Удельная вязкость Удельная вязкость h_уд=h_отн-1=(h-h₀)/h₀

Безразмерна

Приведенная вязкость Число вязкости h_пр=h_уд/С дл/г

м³/кг

Приведенная логарифмическая вязкость Логарифмическое число вязкости h_лог=lnh_отн/С дл/г

м³/кг

Характеристическая вязкость Предельное число вязкости [h]=lim(h_уд/С)_с®0= lim(lnh_отн/С)_с®0 дл/г

м³/кг

           

h - вязкость раствора; h₀- вязкость растворителя.

Относительная вязкость – это отношение вязкости раствора h к вязкости растворителя h₀ (обычно к вязкости воды).

h_отн = h/h₀= t/t₀                        (6)

Относительную вязкость можно определить по времени истечения раствора ВМС t и растворителя t₀ через калибровочное отверстие вискозиметра.

Удельная вязкость показывает, насколько увеличилась вязкость раствора ВМС по сравнению с вязкостью растворителя:

h_уд = (h-h₀)/h₀ = (t-t₀)/t₀ = h_отн – 1 (7)

Конформация и ориентация макромолекул относительно направления течения раствора зависят от концентрации растворителя. По этой причине удельную вязкость относят к концентрации и получают приведенную вязкость h _пр :

h_пр = h_уд/С                            (8а)

h_лог=ln h_отн/С                         (8б)

Обычно приведенная вязкость линейно зависит от концентрации ВМС (рис. 1). При экстраполяции прямой, приведенной на рис. 1, до пересечения с осью ординат получают величину [h], которую называют характеристической вязкостью:

[h] = lim (h_уд/С)_{с ®0}                (9)

 

 h_уд/С lnh_отн/С

                                                              ·

                                                  ·      

                                       ·          h_уд/С

 

                       a

                                    b            lnh_отн/С

 [h]

                                                               С

Рис. 1. Зависимость приведенной и логарифмической приведенной вязкости от концентрации раствора полимера.

Характеристическую вязкость определяют на основании вискозиметрических измерений, используя значения относительной, удельной и приведенной вязкости в качестве вспомогательных величин.

Характеристическая вязкость для данной пары веществ (растворитель ВМС) является условной, но постоянной величиной. Эта величина не зависит от концентрации растворителя и конформационных состояний макромолекул.

Характеристическая вязкость обладает еще одним замечательным свойством; она непосредственно связана с молекулярной массой макромолекул ВМС. Заметим, что у некоторых природных ВМС, в том числе и белков, молекулярная масса постоянна. Поэтому среднюю молекулярную массу определяют для всех синтетических и части природных ВМС. Характеристическая вязкость непосредственно зависит от молекулярной массы полимера, причем она тем больше, чем выше молекулярная масса М.

Для одного и того же растворителя связь между характеристической вязкостью [h] и молекулярной массой М обычно удовлетворительно выражается эмпирическим уравнением Марка-Куна-Хаувинка:

[h]=kМ^a

lg[h]=lgk +algM                         (10)

где М – средняя молекулярная масса для синтетических и части природных ВМС и истинная – для некоторых природных соединений; k – коэффициент, постоянный для раствора ВМС одного гомологического ряда в данном растворителе; a - коэффициент, характеризующий гибкость цепей макромолекул в растворе и их форму в зависимости от конформационного состояния.

    Для растворов полимеров с короткими и жесткими звеньями и линейной формой макромолекул коэффициент a=1, и уравнение (9) упрощается:

[h]=kМ

lg[h]=lgk +lgM                     (11)

Константы k и a для каждой системы полимер – растворитель находят эмпирически, путем подстановки в уравнение (9) найденного значения [h] и молекулярного веса, определенного одним из абсолютных методов (например, методом светорассеяния).

Теоретические расчеты показывают, что константа a для растворов полимеров в плохих растворителях равна 0,5. В хороших растворителях значение a повышается и может достигать 0.8.

Согласно современным представлениям, достаточно гибкие макромолекулы в растворе находятся в виде статистических клубков, пропитанных растворителем. Наличие таких клубков с большим гидродинамическим диаметром, а также образование структур в растворе обусловливает аномальную зависимость вязкости растворов от их концентрации, не подчиняющуюся уравнению Эйнштейна.

Зависимость удельной вязкости не слишком концентрированных растворов полимеров от концентрации обычно удовлетворительно описывается уравнением, предложенным Хаггинсом:

h_уд/С = [h] + k₁ [h]²С                  (12)

где [h] - характеристическая вязкость; С - концентрация раствора, г/100 мл; k₁ – коэффициент, называемый константой Хаггинса.

    Коэффициент k₁ служит характеристикой взаимодействия макромолекул в системе полимер – растворитель. Его значение практически не зависит от молекулярного веса полимера и меняется лишь в зависимости от природы растворителя. В хороших растворителях значение константы Хаггинса составляет 0,2 – 0,3.

    Характеристическая вязкость, отражающая гидродинамическое сопротивление молекул полимера потоку жидкости, может быть определена для разбавленных растворов полимеров, в которых взаимодействие макромолекул между собой настолько мало, что им можно пренебречь. Для нахождения характеристической вязкости устанавливают зависимость вязкости от концентрации в довольно узком интервале низких концентраций, и полученные результаты экстраполируют к нулевой концентрации.

    Характеристическую вязкость можно вычислить также и путем экстраполяции зависимости логарифмической вязкости lnh_отн/С от концентрации. Разложение функции lnh_отн/С в ряд по степеням h_уд/С приводит к выражению

lnh_отн/С= ln(1+h_уд)/С=h_уд/С - (h_уд/С)²×С/2 + (h_уд/С)³×С/3 - …

Следовательно: 

[h] = lim(h_уд/С)_с®0= lim(lnh_отн/С)_с®0 (13)