Полімер у розчині - визначення та пояснення
Вступ
Розуміння поведінки полімери в розчині важливо для певних застосувань, таких як косметичні креми та гелі. Можна контролювати в'язкість отриманого продукту та уникати можливого змішування (поділу фаз). Наприклад, видно, що стирол (стирол - це ароматична органічна сполука з хімічною формулою C8H8. Це рідина.) Змішується у будь-якій пропорції з циклогексаном (циклогексан - насичений циклічний вуглеводень сімейства (моно). Циклоалкани при 20 ° C, але коли стирол полімеризується, суміш більше не змішується. Пояснити ці явища можуть різні теорії.
Теорія Флорі-Хаггінса
Ми моделюємо ланцюжок (Слово ланцюг може мати кілька значень:) з полімеру (Полімер (етимологія: від грецького pollus, кілька і meros, частина) - це одне.) За набором (у теорії множин набір інтуїтивно позначає колекція.) з N ланок (мономерних одиниць) обсягу (Обсяг у фізичних або математичних науках - це величина, яка вимірює розширення.) а. Число (Поняття числа в лінгвістиці розглядається в статті "Число.) Середнє значення посилань пов'язане зі ступенем (Слово ступінь має кілька значень, воно вживається, зокрема, у галузях.) Полімеризації та з масою (Термін маса використовується для позначення двох величин, приєднаних до а.) Молярний полімер. Він знаходиться у розчині у розчиннику з об’ємною часткою або відомою концентрацією.
Суміш (Суміш - це поєднання двох або більше твердих, рідких або газоподібних речовин.) Полімерний розчинник
Передбачається, що молярний об'єм мономерних одиниць дорівнює об'єму молекул розчинника. Суміш може бути представлена так:
Ця вільна ентальпія насправді є сумою двох доданків: це ентальпія змішування та ентропія (У термодинаміці ентропія - це функція стану, введена в 1865 р. Рудольфом Клаузіусом.) Із змішування саме ця остання зменшується на коефіцієнт N. Коли N або молярна маса (це еквівалент) зростає, ентропія зменшується, отже, розлад також. Насправді існує менше можливостей розподілити мономерні одиниці та молекули розчинника по сітці (тостер - це невеликий прилад. Сітка - це одна.) Вище, коли ланцюги довші. Це призводить до більш складної негативної вільної ентальпії змішування, коли полімер має більшу молярну масу. Це узгоджується з атмосферними опадами (у метеорології термін опади позначає кристали льоду або.) Це можна спостерігати, коли ми синтезуємо полімер у розчині, отже, у розчиннику.
Параметр Флорі
Параметр χ, який втручається у вираження ентальпії, а отже, і у вільну ентальпію, дозволяє врахувати взаємодію між полімером та розчинником. У цій моделі, де Z - кількість перших сусідів мономерних одиниць або молекул розчинника, енергія (У здоровому розумінні енергія відноситься до всього, що дозволяє виконувати роботу.) Взаємодії (Взаємодія - це обмін інформацією, впливає або енергія між двома агентами всередині.) між мономерною одиницею та розчинником, енергія взаємодії між мономерними одиницями та енергія взаємодії між молекулами розчинника.
Це параметр Флорі, який відіграє (Щока - це частина обличчя, що покриває порожнину рота, закрита ними.) Важлива роль в розвитку вільної ентальпії:
З певного значення χ крива (в геометрії слово крива або крива лінія позначає певні підмножини.) Представляє дві точки перегину, і можна намалювати подвійну дотичну. Це знак відокремлення (Загалом, слово відокремлення позначає дію, що полягає у відокремленні чогось). На дві фази, як це:
Ми можемо розрахувати це критичне значення параметра Флорі, зазначене та отримане для .
Підсумовуючи, деміксування з’являється, коли параметр Флорі перевищує критичне значення, яке залежить від молярної маси. Це також можна зрозуміти, порівнюючи взаємодії, що відображаються у виразі цього параметра. Коли χ велике, домінуйте. Ця приваблива енергія, звичайно, негативна, і коли вона велика, вона зменшується за абсолютним значенням (Реальне число складається з двох частин: знака + або - та абсолютного значення.): Привабливість між полімером та розчинником слабшає. Ланки полімерних ланцюгів притягуються одне до одного, і полімер буде все менше і менше розчинятися.
Цей параметр Флорі може бути отриманий експериментально, наприклад, шляхом вимірювання осмотичного тиску.
Діаграма (Діаграма - це спрощене та структуроване візуальне подання понять, ідей.) Стану φ -T
Для системи полімер/розчинник, якщо домінують лондонські взаємодії VdW (як правило, в аполярному середовищі), ми можемо показати, що χ змінюється як реверс (у математиці обернена до елемента х множини, передбачена законом .) температури. При низькій температурі параметр Флорі буде великим і відбуватиметься деміксація, і навпаки.
З іншого боку, коли зв'язки Н домінують (полярне середовище), χ зростає із збільшенням температури, і, отже, виникає ситуація (В географії ситуація є просторовою концепцією, що дозволяє відносну локалізацію а.). При високій температурі перемішування (перемішування - це операція змішування однієї або декількох фаз). ліги.
Щоб отримати ці фазові діаграми, можна почати з пробірок, що містять різні мольні частки полімеру, і спостерігати, коли кожна пробірка стає помутнілою при охолодженні від температури, при якій вона змішується. Порушення зумовлене дифузією (у просторіччі термін дифузія стосується поняття.) Світла (світло - це набір електромагнітних хвиль, видимих ока). місце: