Студень как ограниченно набухший полимер. Студнеобразование – процесс образования пространственной сетки в застудневающей системе

Студни – это структурированные системы, образующиеся при отвердевании жидких растворов полимеров или при набухании твёрдых полимеров.

Студни получаются из растворов ВМС. Студень представляет собой пространственную сетку из макромолекул полимера, заполненную молекулами растворителя. Студень система гомогенная.

Застудневание – процесс фазового перехода из жидкого состояния в твёрдое состояние.

Наличие свободных, не защищённых сольватной оболочкой участков макромолекул при определённых условиях, в частности при росте концентрации ВМС, приводит к возникновению взаимодействия между этими участками; в результате образуется структура (каркас, сетка) из макромолекул ВМС, а раствор ВМС переходит в студень

Влияние различных факторов на процесс студнеобразования: концентрация ВМС, форма и размер макромолекул, температура, время, рН-среды.

ВЛИЯНИЕ КОНЦЕНТРАЦИИ ВМС. Повышение концентрации раствора ВМС способствует застудневанию, так как при этом возрастает частота столкновений между макромолекулами или их участками и увеличивается количество связей, образующихся в единице объёма.

ВЛИЯНИЕ ФОРМЫ И РАЗМЕРА МАКРОМОЛЕКУЛ. Макромолекулы имеют не только большие размеры, но и обладают гибкостью. Поэтому они могут принимать большое число конформаций: от абсолютно растянутого состояния до тугого клубка. Чем более растянута макромолекула, тем легче доступ к тем её частям, которые могут вступать во взаимодействие. Макромолекулы, имеющие вытянутую форму, образуют студни даже в очень разбавленных растворах.

ВЛИЯНИЕ ТЕМПЕРАТУРЫ. Возрастание температуры, если при этом не происходит необратимых химических изменений, обычно препятствует застудневанию из-за возрастания интенсивности теплового движения сегментов и уменьшения связей между макромолекулами. Переход раствора ВМС в студень при изменении температуры происходит непрерывно, нет постоянной температуры перехода раствора в студень.

ВЛИЯНИЕ ВРЕМЕНИ. Процесс застудневания – это процесс постепенного упрочнения пространственной сетки полимера. Поэтому время играет положительную роль, но при этом следует помнить, что процесс застудневания будет проходить со временем в любом растворе.

ВЛИЯНИЕ рН. Влияние рН особенно заметно, если полимер амфотерен. Застудневание идёт лучше всего при рН, отвечающим изоэлектрической точке. Дело в том, что при этом по всей длине молекулярной цепи расположено одинаковое число противоположно заряженных ионизированных групп, а это способствует образованию связей между макромолекулами. С изменением рН в любых направлениях от рН изоэлектрической

точки макромолекулы приобретают одноименные заряды, что препятствует образованию связей между ними.