Введение
Процессы взаимодействия полимеров с низкомолекулярными жидкостями, приводящие к набуханию и растворению полимеров, имеют большое практическое значение как при переработке полимеров, так и при эксплуатации полимерных изделий. Например, многие синтетические волокна и пленки получают из растворов. Процесс пластификации, применяемый в производстве изделий из полимерных материалов, основан на набухании полимеров в пластификаторах. Лаки и клеи — это растворы полимеров. Во всех перечисленных случаях очень важно, чтобы полимеры хорошо набухали и растворялись в низкомолекулярных жидкостях.
С другой стороны, очень часто изделия из полимерных материалов в процессе эксплуатации соприкасаются с различными жидкими средами (бензином, маслом, водой и т. д.) и очень важно, чтобы изделия не взаимодействовали с этими средами. Очевидно, для решения вопроса о том, в какой жидкости данный полимер растворяется и по отношению к какой жидкости он устойчив, следует хорошо знать закономерности взаимодействия полимеров с низкомолекулярными жидкостями, т. е. теорию растворов высокомолекулярных соединений.
|
|
Признаки истинного раствора
Растворение — это частный случай распределения (диспергирования, раздробления) одного компонента в другом, Многокомпонентные системы, в которых компоненты находятся в раздробленном (диспергированном) состоянии, называются дисперсными системами. Степень раздробленности компонентов называется их степенью дисперсности. В зависимости от степени дисперсности дисперсные системы делятся на суспензии, коллоидные системы и истинные растворы.
Истинными растворами называются дисперсные системы, в которых компоненты могут быть диспергированы до молекул, атомов или ионов; следовательно, истинный раствор представляет собой молекулярпо-дисперсную систему*, для которой характерны следующие признаки:
1) сродство между компонентами;
2) самопроизвольность образования;
3) постоянство концентрации во времени;
4) однофазность, или гомогенность;
5) термодинамическая устойчивость.
Истинные растворы могут образоваться тогда, когда между компонентами имеется сродство, т. е. взаимодействие. В этом случае при непосредственном контакте компонентов они самопроизвольно, без затраты работы извне, диспергируются до молекул, атомов или ионов.
Компоненты могут смешиваться в любых соотношениях (неограниченное смешение) или в определенных соотношениях (ограниченное смешение). В результате смешения образуется раствор определенного состава, т. е. определенной концентрации. Если внешние условия (давление, температура) не изменяются, концентрация истинного раствора остается постоянной во времени.
|
|
Истинный раствор представляет собой однофазную систему
Наиболее важным признаком истинного раствора является его термодинамическая устойчивость, или равновесность. Термодинамически устойчивой называется система, образование которой сопровождается уменьшением свободной энергии (при постоянных объеме и температуре), или уменьшением изобарно-изотермического потенциала G (при постоянных давлении и температуре). Изобарно-изотермическпй потенциал уменьшается до определенного равновесного значения, которое затем не изменяется во времени.
Система, в которой изобарно-изотермический потенциал не изменяется, называется равновесной системой, причем истинное состояние равновесия характеризуется независимостью от пути процесса.1