+3 8(066) 185-39-18
fбудь-яких кількостях води.
Захисна дія розчинів ВМС залежить від природи речовини і природи захисту. Кількісно вона характеризується так називаним золотим числом, що виражається мінімальним числом міліграмів сухого ВМС, що охороняє 10 см3 червоного гідрозолю золота від зміни забарвлення при додаванні до нього 1 см3 10% розчину хлориду натрію. Захисна дія різних ВМС дуже різна. Особливо високою захисною дією володіють білки. Явище захисту відіграє важливу роль у ряді фізіологічних процесів. Так, наприклад, захисні речовини білкового характеру утримують у дрібнодисперсному стані присутні в крові важкорозчинні фосфат і карбонат кальцію. При деяких захворюваннях вміст захисних речовин у крові знижується, що приводить до випадання зазначених солей в осад (утворення каменів у нирках, печінці, відкладення солей на суглобах). Багато лікарських речовин є захищеними золями (колларгол, протаргол і ін.).
1.6 В'ЯЗКІСТЬ РОЗЧИНІВ ВМС
По характері в’язкої течії рідинні дисперсні системи поділяються на дві груп:
1) безструктурні системи, частки яких більш-менш вільні і майже не взаємодіють один з одним (розчини низькомолекулярних речовин, розведені емульсії, суспензії і золі) ;
2) структуровані системи – містять частки, взаємодіючі один з одним і з дисперсійним середовищем (розчини ВМС, концентровані емульсії і суспензії).
Системи першої групи підкоряються законам Пуазейля і Ньютона: кількість рідини, що протікає через капіляр в одиницю часу, змінюється прямо пропорційно тиску, а коефіцієнт в'язкості є величиною постійної і не залежить від градієнта чи швидкості тиску, прикладеного до капілярного віскозиметра.
Структуровані системи не підкоряються законам Пуазейля і Ньютона. Обчислена по відповідному рівнянню в'язкість таких систем має перемінне значення і є функцією градієнта швидкості. У таких систем чим вище тиск, під яким відбувається витікання рідини по капілярі, тим більше швидкість витікання, тобто тим нижче величина в'язкості, знайдена досвідченим шляхом. При розгляді поводження структурованих систем мова йде про удавану, чи ефективну в'язкість nудав, тому що в'язкість рідини від швидкості витікання не залежить. Аномальна в’язка течія рідких систем другої групи обумовлено виникненням у їхньому об’ємі внутрішніх структур.
Найбільш сприятливі умови для утворення таких структур спостерігається в розчинах ВМС, тому що в більшості випадків макромолекули ВМС мають лінійну будову, причому довжина їх набагато перевищує розміри в інших напрямках. Навіть при невеликій концентрації розчину під впливом межмолекулярных сил макрочастки неміцно зчіплюються і переплітаються одина з одною, утворюючи просторову молекулярну сітку-каркас, що перешкоджає витіканню розчину по капіляру віскозиметра. З підвищенням тиску пухкий молекулярний каркас руйнується, нитки макромолекул розпрямляються й орієнтуються своєю довгою віссю в напрямку потоку, у результаті чого знижується гідродинамічний опір і збільшується швидкість витікання розчину. Обчислена по рівнянню Ньютона чи Пуазейля в'язкість падає зі збільшенням прикладеного тиску доти, поки не відбудеться досить повна орієнтація часток. При подальшому підвищенні тиску швидкість витікання в деякому інтервалі значень градієнта швидкості не змінюється, а потім починає зростати внаслідок переходу ламінарного витікання рідини в турбулентне.
Аналогічна залежність в'язкості від швидкості плину спостерігається в концентрованих емульсій і суспензій. Крапельки дисперсної фази в емульсіях зі зростанням прикладеного тиску і збільшенням швидкості витікання подовжуються, перетворюючи з кульок в еліпсоїди. Це полегшує витікання і веде до зниження в'язкості.
Розглянемо вплив концентрації на в'язкість безструктурних і структурованих систем. Для безструктурних систем залежність в'язкості від концентрації виражається рівнянням А. Эйнштейна:
η = η0 * (1 + 2, 5) * φ
де
η – в’язкість розчину
η0 – в’язкість розчинника
φ – концентрація речовини
З рівняння випливає, що між в'язкістю системи і змістом у ній дисперсної фази існує лінійна залежність. Результати, обчислені з рівняння Эйнштейна, добре погодяться з досвідченими даними при малих концентраціях дисперсної фази і сферичній формі часток.
Для розчинів ВМС формула Эйнштейна незастосовна. Обгрунтована на досвіді в'язкість розчинів ВМС завжди значно вище обчисленої і не росте лінійно з ростом концентрації (особливо сильний ріст в'язкості спостерігається в області високих концентрацій). В'язкість розчинів ВМС зростає при стоянні. Усі ці аномалії відбуваються через схильність розчинених високомолекулярних речовин до утворення структур. При нагріванні і механічному впливі міцність внутрішніх структур зменшується і в'язкість розчинів ВМС падає. На в'язкість розчинів ВМС сильний вплив роблять малі добавки деяких мінеральних речовин. Наприклад, невеликі кількості солей кальцію дуже сильно підвищують в'язкість розчинів нітроцелюлози і желатини.
Для розведених розчинів ВМС із довгими молекулами Г. Штаудингер знайшов наступну залежність між в'язкістю і концентрацією речовини в розчині:
n-n0 / n0 = Кm * М * с
де
n-n0 / n0 – питома в'язкість n пит (вона показує відносне збільшення в'язкості чистого розчинника при додатку до нього високомолекулярної речовини) ;
М – молекулярна маса речовини;
с – концентрація розчину;
Кm – константа для кожного полімергомологічного ряду (порядку 10-4). По рівнянню Штаудингера можна обчислювати молекулярну масу ВМС.
Концентрацію розчину виражають в основних молях (кмоль) на літр (м3). Основний моль – число грамів, рівне молекулярній масі мономера, з якого була отримана молекула полімера. Наприклад, у поліетилена «основний» мольний розчин повинний містити 28 г. полімера в 1 л (чи 28 кг у 1 м3).
Іноді в'язкість розчинів ВМС виражають через