химический каталог




Курс коллоидной химии

Автор С.С.Воюцкий

олита. Как правило, под действием этих факторов структурная вязкость системы возрастает, что приводит к превращению жидкости в студень — систему, проявляющую ряд свойств твердого тела.

Студни и процесс застудневания имеют большое значение в медицине и биологии, так как из студней в основном состоит орга16 Зак. 664

481

низм животных и растений. Большое значение имеет застудневание растворов высокомолекулярных веществ и в технике. Образование клеевого слоя при склеивании, желатинирование пироксилина, получение искусственного волокна представляют собой не что иное, как процессы застудневания. С застудневанием связан также ряд процессов в пищевой и хлебопекарной промышленности. Студнем является голье, лишенная волосяного покрова и специально подготовленная животная шкура, из которой получается кожа при дублении.

Застудневание

Причина застудневания состоит в возникновении связей между молекулами высокомолекулярного вещества, которые в растворе представляли собою кинетические отдельности. Между молекулами полимера в растворе могут образовываться кратковременные связи, приводящие к возникновению ассоциатов. Однако если средний период существования связей между макромолекулами становится очень большим (практически бесконечным), то ассоциаты не будут распадаться и возникшие образования проявляют в некоторой степени свойства твердой фазы. Постоянные связи между молекулами в растворах высокомолекулярных веществ могут образовываться в результате взаимодействия полярных групп макромолекул или ионизированных ионогенных групп, несущих электрический заряд различного знака, и, наконец, между макромолекулами могут возникать химические связи (например, при вулканизации каучука в растворе). Таким образом, застудневание есть не что иное, "Как процесс появления и постепенного упрочнения в застудневающей системе пространственной сетки. При этом для застудневания растворов высокомблекулярных веществ характерно, что связи образуются не по концам кинетических отдельностей, как это происходит при переходе в гель лиозолей с удлиненными жесткими частицами, а могут возникать между любыми участками гибких макромолекул, лишь бы на них имелись группы, которые могут взаимодействовать друг с другом.

Очень часто при образовании студня наблюдается упорядочение отдельных участков молекул, взаимодействующих друг с другом. Эти участки обычно ориентируются параллельно друг другу, так как такая'ориентировка способствует уменьшению свободной энергии системы. При этом степень ориентации зависит как от природы высокомолекулярного вещества, так и от условий студне-1 образования. На рис. XIV, 17 схематически показаны различные типы ориентации участков макромолекул в студне, расположенные в порядке увеличения их прочности.

Существует непрерывный переход от простейших точечных контактов макромолекул друг с другом к кристаллитам, т. е. областям с упорядоченной кристаллической структурой. Поскольку в одном и том же студне контакты могут иметь самый различный характер, целесообразно пользоваться понятием о спектре моле

кулярных контактов для данного студня. Этот спектр может быть представлен кривой распределения, характеризующей фракционный состав контактов либо по их прочности, либо по их размеру.

Весьма вероятно, что структурными единицами пространственной сетки студней могут являться не только отдельные молекулы, но и их пачки. К сожалению, этот вопрос остается до сих пор совершенно не исследованным.

Если образовавшиеся между макромолекулами связи не слиш-х ком прочны, то механическое воздействие (перемешивание или встряхивание) может разрушить структуру и студень (так же, как и коллоидный гель) превращается в жидкость. При устранении внешнего воздействия полученные растворы обычно снова самопроизвольно застудневают. Однако когда соединение молекул

Рнс. XIV, 17. Типы контактов макромолекул в студне (расположенные в порядке увеличения их прочности).

в одну сплошную пространственную сетку обусловлено возникновением химических связей, сильные механические воздействия вызывают необратимое разрушение студня.

Повышение температуры, если только при этом в системе ие Происходит необратимых химических изменений, обычно препятствует застудневанию из-за возрастания интенсивности микроброуновского движения сегментов и уменьшения вследствие этого числа и длительности существования связей, возникающих между макромолекулами. Наоборот, понижение температуры, как правило, способствует застудневанию, так как при этом спектр контактов между макромолекулами расширяется и сдвигается в сторону большей прочности. Следует заметить, что переход раствора в студень* равно как и студня в раствор, с изменением температуры совершается непрерывно, т. е. в этом случае не существует температур, подобных температурам кристаллизации или плавления.

Иногда нагревание способствует застудневанию и, наоборот» охлаждение приводит к разжижению системы. Подобное явление» наблюдающееся, например, для метил целлюлозы в воде и нитрата целлюлозы в спирте, связано с отрицательным температурным коэффициентом растворимости высокомолекулярного вещества в данном растворителе.

Застудневанию растворов высокомолекулярных веществ всегда способствует повышение концентрации, так как при этом возрастает частота столкновений между макромолекулами или их участками и увеличивается число связей, образующихся в единице объема студня. Однако благодаря вытянутой форме макромолекул застудневание может происходить и в очень разбавленных растворах. Так, при обычной температуре раствор агара застудневает уже при содержании в нем 0,2% сухого вещества.

Чем выше концентрация, тем выше температура, при которой растворы высокомолекулярных веществ переходят в студни. Например, достаточно концентрированные (30—45%-ные) растворы желатина способны застудневать уже при температуре около 30 °С, более разбавленные (10%-ный) растворы переходят в студень при температуре около 22 °С. Растворы агара застудневают при еще более высоких температурах, и студни при этом получаются более прочными, чем студни желатина. Наоборот, растворы каучука застудневают только при температурах, лежащих значительно ниже нуля. Так, 3%-ный раствор натурального каучука переходит в студень при температуре —41°С. Плохое застудневание растворов каучука объясняется, конечно, отсутствием в его молекулах полярных групп, способных, вступая друг с другом в контакт, образовы-' вать достаточно прочную связь.

Объем системы при застудневании обычно уменьшается. Впрочем, при застудневании раствора кремневой кислоты наблюдается увеличение объема системы. Это увеличение, протекающее параллельно с полимеризацией кремневой кислоты, объясняется выделением воды, которая ранее была химически связана с БЮг.

В отдельных случаях застудневание сопровождается выделением тепла. Это может быть объяснено образованием кристаллитов и выделением теплоты кристаллизации. Однако при застудневании растворов высокомолекулярных веществ кривые охлаждения не претерпевают резкого скачка, так как процесс кристаллизации как б

страница 175
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189

Скачать книгу "Курс коллоидной химии" (4.52Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
lady antik iron ручка дверная
акустика встраиваемая в потолок
билеты на новогодние елки
купить журнальный столик трансформер в москве

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(06.12.2016)