Вязкость растворов ВМС, ее особенность. Причины высокой вязкости ВМС. Характеристическая вязкость. Уравнение Марка – Хаувинка, расчет молекулярной массы полимера

Вязкость -сопротивление жидкости передвижению одного еѐ слоя относителоьно другого при сдвиге, растяжении и других видах деформации.

Вязкость растворов, содержащих макромолекулы, обычно выше вязкости растворов низкомолекулярных веществ и вязкости коллоидных систем при одной и той же концентрации. (Например, вязкость 1%-ного раствора каучука в бензине в 18 раз выше вязкости чистого бензина.)

Вязкость растворов ВМС не является постоянной величиной; она зависит от условий измерения, в первую очередь от скорости движения раствора в вискозиметре.

Растворы ВМС являются неньютоновскими жидкостями, так как они не обладают постоянной вязкостью. У растворов ВМС наблюдается аномалия вязкости.

В растворах полимеров происходит образование пространственных структур, образуемых сцеплением макромолекул, что и вызывает резкое повышение вязкости. Вязкость растворов ВМС зависит от условий определения, в частности от напряжения сдвига. Это связано с тем, что одни и те же макромолекулы могут находиться в различных конформационных состояниях; от линейных до глобул.

По этой причине вязкость концентрированных растворов ВМС может быть неодинаковой (анизотропной) в различных направлениях. Вязкость макромолекул с выпрямленными и ориентированными хаотично по отношению к направлению движения звеньями выше, чем вязкость макромолекул, которые имеют форму клубка или глобул.

Вязкость растворов ВМС в значительной степени зависит от температуры и свойств растворителя. Растворители способны влиять на конформационную форму макромолекул и за счѐт этого изменять вязкость одного и того полимера в разных растворителях. Таким образом, вязкость растворов ВМС определяется природой полимера и природой растворителя.

Характеристическая вязкость – величина, которая определяется относительным изменением вязкости раствора при добавлении полимера.

Уравнение Марка – Хаувинка: [ ή ] = KM ^α

где К – постоянная величина, экспериментально определяемая для данных макромолекул и растворителя. α – показатель степени, зависит от формы макромолекулы, M- молекулярная масса полимера.

Величина характеристической вязкости позволяет определить как относительную молекулярную массу полимера, так и размеры и форму его макромолекул. (Например, если растворы белков характеризуются величинами [ ή, лежащими между 3,0 и 4,0 см3 /г, то столь малое значение данных величин указывает на глобулярную, весьма компактную структуру этих белков, форма которых незначительно отличается от сферы. Большие значения [ε указывают либо на высокую степень асимметричности белков, либо на большой объѐм, занимаемый данными белками в растворе.)