Краска Tikkurila

О сайте

Главная задача данного сайта - это предоставить вам информацию касающуюся концерна Тиккурила, его деятельности и производимой продукции. На данном сайте рассматривается широкий ассортимент продукции, их свойства и области применения, приведены практические рекомендации по приготовлению лакокрасочных материалов, их правильному нанесению на разные поверхности, и их правильному хранению. Здесь же вы можете скачать каталоги цветов как для наружной так и для внутренней окраски, можете посмотреть полезные видео-советы и еще много чего. Данный сайт не является коммерческим и рассчитан на широкий круг читателей.

Продукция Тиккурила



Основы термодинамики растворов полимеров

В рубриках:Дисперсионные краски    3 Ноябрь, 2011    
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд (1 голосов, средний: 5,00 из 5)
Загрузка ... Загрузка ...
Распечатать запись


Полимерная молекула в растворе является одновременно и отдельной кинетической единицей (как таковая) и как бы отдельной «фазой» (как набор кинетических единиц). Отсюда следует, что макромолекула (и отдельные ее участки) не стремится к преимущественным контактам с молекулами растворителя. Тогда макромолекула принимает форму плотного клубка. Для реализации контактов необходима гораздо большая степень распрямленности макромолекулы, энтропия которой при этом должна уменьшиться. Следовательно, энергия выигрываемая при взаимодействии полимера с растворителем, затрачивается па преодоление потепциалытых барьеров конформационных превращений и на поддержание тех структурных превращений в макромолекуле. Это означает, что повышая температуру двухфазной смеси полирастворитель при НКТС, получим раствор. И наоборот, охлаждая такую систему, при ВКТС также можно добиться растворения. Существование НКТС предсказано теорией Флори, тогда как существование ВКТС может быть объяснено только отрицательным изменением теплосодержания при смешении.

При растворении низкомолекулярных смол как в органических растворителях, так и в воде, увеличение энтропии невелико и близко к изменению идеальной энтропии. Поэтому в этом случае существенной становится величина теплоты смешения. Плотность энергии когезии (ПЭК), характеризует запас потенциальной энергии, приходящейся на единицу объема вещества. Данную величину, принято называть параметром растворимости или удельной плотностью когезионной энергии.

Существует эмпирическое правило, согласно которому вещества являются термодинамически совместимыми (растворимыми) в том случае, если величины их близки (старое правило – «подобное растворяется в подобном»). Поскольку растворение происходит вследствие возрастания энтропии. Концепцией плотности когезионной энергии (параметра растворимости) широко пользуются при оценке растворимости различных смол в неполярных, в основном углеводородных, растворителях (т. н. теория строго регулярных растворов Гильдебранда).

Эта концепция далеко не универсальна. Существует немало примеров, когда величины ПЭК близки, но вещества не смешиваются, и наоборот, например вода. Фенол, образующий с водой при 15° С 8% раствор, имеет 15,5, очень близкое к значению для метилового спирта (14,5), который с водой смешивается в любых отношениях. Смешивающийся с водой этиловый спирт имеет 12,7, а несмешивающийся крезол 13,3.

Концепция параметра растворимости, несмотря на попытки усовершенствования ее путем учета диполь-дипольного взаимодействия и водородного связывания, оказывается мало пригодной для некоторых систем, и в частности, для водных растворов, хотя известны случаи растворения в воде электролитов и неэлектролитов с отрицательным тепловым эффектом. Однако для приближенных, оценочных расчетов смесей полярных компонентов ею можно пользоваться.

Концепция Гильдебранда основывается на допущении аддитивности мольных объемов при смешении, однако в большинстве случаев взаимное растворепие полярных компонентов сопровождается увеличением или уменьшением суммарного объема. При этом потенциальная энергия системы должна соответственно увеличиваться или уменьшаться, что следует, в частности, из выражения для потенциала Морза.

Зная изменение объема при смешении, можно оценить изменение потенциальной энергии компонентов, а затем, «исправить» величины компонентов применительно к данной системе. В частности, при смешении со спиртам доля воды уменьшается от 23,4 до 15.

Такой путь усовершенствования концепции Гильдебрапда, как в некоторые другие, не устраняет ее принципиальных недостатков, а лишь делает пригодной для оценочного расчета совместимости полярных веществ. Пользуясь «исправленными» значениями, можно ориентировочно оценить фазовый состав систем (спирт) – (полимер) – (вода).

Такой расчет не дает ответа на вопрос, является ли данная система однофазной или двухфазной (раствором или дисперсией), а позволяет лишь вычислить содержание пизкомолекулярпых компонентов в сольватной оболочке смолы. Величина сольватной оболочки и числа сольватации могут быть рассчитаны из вискозиметрических данных.

Следовательно, каждая из рассмотренных выше термодинамических теорий оказывается применимой лишь к ограниченному кругу систем. Необходимо также помнить, что энергетические соотношения, справедливые для низкомолекулярпых жидкостей, часто неприменимы к системам, в которых по крайней мере один компонент представляет собой полимер.

Похожие публикации:

Страницы: 1 2