Гидродинамические характеристики стандартов полистиролсульфоната в растворах различной ионной силы
Дипломная работа - Химия
Другие дипломы по предмету Химия
арка-Хаувинка-Сакурады, на основе чего получены скейлинговые соотношения, связывающие молекулярную массу с гидродинамическими характеристиками. Оказалось, что скейлинговый индекс, характеризующий зависимость характеристической вязкости от молекулярной массы при переходе от 0.2 M к 4.17М NaCl уменьшается. Таким образом, с увеличением ионной силы растворителя в макромолекуле происходят конформационные изменения, что приводит к уменьшению объема макромолекулярного клубка. При переходе от 4.17 М NaCl к чистой воде объем молекул увеличивается в 200-230 раз в зависимости от молекулярной массы.
Рис.6 - зависимости [h]~M в 0.2M NaCl ([h]~M0.9), в 4,17 M NaCl ([h]~M0.7) и в чистой воде([h]~M1.7).
В результате анализа зависимости между и , и в двойном логарифмическом масштабе (рис) получаем соотношения типа Куна-Марка-Хаувинка-Сакурады для молекул полистиролсульфоната в 0,2 М растворе NaCl при 25 .
Оценка значений параметра, характеризующего термодинамическое качество растворителя
дает среднее значение
которое использовали при дальнейшей интерпретации гидродинамических характеристик.
Рис.7. Зависимости Куна-Марка-Хаувинка-Сакурады для полистиролсульфонатов натрия в 0.2M растворе NaCl.
На основе теории Грея-Блюмфельда-Хирста, описывающей гидродинамическое поведение червеобразных цепей с учетом, как эффектов протекания, так и эффектов исключенного объема, проведены оценки длины статистического сегмента и гидродинамического поперечника молекул полистирол-4-сульфоната натрия.
Для определения длины статистического сегмента Куна и гидродинамического поперечника макромолекулы использовали соотношение
где моль-1 - вязкостный параметр Флори, - гидродинамический параметр Флори, - масса единицы длины полимерной цепи, - длина статистического сегмента, - гидродинамический диаметр, .
Соотношение описывает зависимость коэффициента седиментации червеобразного ожерелья с учетом эффектов дальнодействия и внутримолекулярного протекания (Теория Грея-Блюмфельда-Хирста)[].
Построение, соответствующее соотношениютАж представлено на ристАж., где точки укладываются на прямую зависимость с достаточно хорошим уровнем линейной корреляции. Используя величину массы единицы длины цепи , получаем из наклона оценку длины статистического сегмента . Результаты данной оценки представлены в табл.2.
Рис. 8. Построение (M2/[h])1/3 - M(1-e)/2, используемое для оценки длины сегмента Куна A молекул полистиролсульфоната натрия
Далее оценивалась электростатическая составляющая, вносящая свой вклад в величину A
где - радиус Дебая-Хюккеля
- радиус Бьеррума
Таблица 2. Сравнение общей и электростатистической компоненты жесткости ПС для различных ионных сил.
4.17M NaClA = 1.80.3 nmAэл=0.02 nm0.2 M NaCl A = 6.50.4 nmAэл=0.33 nmH2O A = 13785 nmAel@500 nm
Список использованной литературы
1.Цветков В.Н. Жесткоцепные полимеры. М.: Наука, 1986.
.Павлов Г.М., Зайцева И.И., Губарев А.А., Гаврилова И.И., Панарин, Е.Ф.// Журнал прикладной химии. 2006. т. 79. вып. 9, С. 1506-1509.
.Павлов Г.М., Губарев А.А., Зайцева И.И., Сибилева М.А.// Журнал прикладной химии. 2006. т. 79. вып. 9, С. 1423-1428
.Цветков В.Н., Эскин В.Е., Френкель С.Я. Структура макромолекул в растворах. М.: Наука, 1964.
5.Gray G., Bloomfield V., Hearst J.// J. Chem. Phys. 1967. V. 46