Полимер тізбектерінің иілгіштігі
Полимерлердің ерігіштігі: негізгі заңдылықтар
Полимерлердің ерігіштігін сипаттауда ең кең таралған қағида — химиялық құрылысы ұқсас қосылыстар бір-бірінде жақсы ериді. Демек, полюсті полимер полюсті еріткіштерде, ал полюссіз полимер полюссіз еріткіштерде тиімді ериді.
Мысалдар
- Аморфты полюссіз полимерлі көмірсутектер (полиизобутилен, полиизопрен, полибутадиен және т.б.) қаныққан төмен молекулалық көмірсутектерде және олардың қоспаларында (мысалы, бензинде) жақсы ериді.
- Полюсті топтары бар полимерлер (целлюлоза нитраты, полиакрилонитрил және т.б.) полюссіз еріткіштерде ерімейді; олар полюстігі өзіне жақын сұйықтарда жақсы ериді.
Ерігіштікке әсер ететін факторлар
Полимердің еруі — тек «еріткіш таңдау» ғана емес. Оған макромолекула құрылысы мен қозғалысы, тізбектердің өзара әрекеттесуі, сондай-ақ полимердің фазалық күйі тікелей ықпал етеді.
1) Молекулалық масса және тізбек ұзындығы
Тізбек ұзындығы артқан сайын тізбекаралық әрекеттесу энергиясы өседі, ал химиялық байланыспен жалғасқан буындардың қозғалғыштығы шектеле бастайды. Соның нәтижесінде, әдетте, молекулалық масса өскен сайын полимердің ерігіштігі төмендейді.
2) Полимер тізбектерінің иілгіштігі
Иілгіштік — тізбек сегменттерінің қозғалғыштығымен анықталады. Егер макромолекула қозғалғыштығы жоғары болса, тізбектер бір-бірінен тез ажырап, еріткіш фазасына оңай өтеді. Сондықтан иілгіш тізбекті аморфты полимерлер көбіне шексіз ісініп, жақсы ериді.
Полюссіз полимерлер
Көп жағдайда иілгіш келеді, сондықтан полюссіз еріткіштерде тезірек ериді.
Полюсті аморфты полимерлер
Жиі қатаң тізбекті болады; қалыпты жағдайда полюсті еріткіштердің өзінде толық ерімей, көбіне тек ісінеді.
Температураны көтеру тізбектердің жылулық қозғалысын күшейтіп, еру процесін жылдамдатады. Алайда кейбір полюсті полимерлер үшін жақсы еру еріткіш молекулаларымен өте күшті өзара әсерлесуді талап етеді. Мысалы, целлюлоза тек комплексті байланыс түзе алатын төртіншілік аммоний негіздерінде ериді.
3) Макромолекулалардың текшелену (оралу) тығыздығы
Полимерде макромолекулалар молекулалық және молекуладан ірі (супрамолекулалық) құрылымына қарай тығыз немесе босаң текшеленуі мүмкін. Әдетте, текшелену тығыздығы төмен болған сайын ерігіштік жоғарылайды, ал тығыз текшеленген полимерлер нашар ериді.
Бұл фактор тізбектің иілгіштігімен тығыз байланысты: иілгіш тізбекті полюссіз аморфты полимерлердің текшеленуі тығыз болса да, сегменттерінің жоғары қозғалғыштығының арқасында полюссіз еріткіштерде жақсы ери алады. Ал тығыз текшеленген қатаң тізбекті полимерлерде сегменттер баяу қозғалады, сондықтан олар өте қиын ериді. Қатаң тізбекті полюсті полимерлерді еріту үшін көбіне күшті комплексті байланыс түзетін еріткіштер қажет.
4) Полимердің фазалық күйі
Кристалды полимерлер үш өлшемді жоғары реттілігімен және өте жоғары текшелену тығыздығымен сипатталады. Олардың кристалдық торын бұзу үшін көп энергия қажет. Сондықтан кристалдық полюссіз полимерлер сәйкес полюссіз еріткіштердің өзінде де бөлме температурасында ерімейді.