Влияние ближнего ориентационного порядка на термодинамические свойства растворов полимеров

• Автор: Чаусов, Денис Николаевич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2009
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Оглавление
Введение

Глава 1. Обзор литературы

1.1 Статистика полимерной цепи

1.2 Ближний ориентационный порядок в растворах полимеров

1.3 Термодинамика растворов полимеров

Глава 2. Ближний ориентационный порядок и термодинамика

растворов полимеров

2.1 Зависимость энергии взаимодействия полимер — растворитель от взаимной ориентации молекул

2.2 Энтропия, энтальпия смешения и химические потенциалы

компонентов раствора

2.3 Критические величины при образовании растворов полимеров
2.4 Фазовые диаграммы
Глава 3. Ближний ориентационный порядок и осмотические
процессы
3.1 Влияние ближнего ориентационного порядка на величину осмотического давления
3.2 Зависимость второго вириального коэффициента от величин,
описывающих корреляцию ориентацию макромолекулярных цепей и молекул растворителя
3.3 Влияние ближнего ориентационного порядка на наб,ухание
макромолекулярных клубков
Выводы
Список литературы

Введение
Актуальность темы. Одним из актуальных направлений физики конденсированного состояния является разработка математических моделей построения фазовых диаграмм и прогнозирование изменения физических свойств конденсированных веществ, в частности растворов. Структура растворов определяется взаимодействием компонентов. Важное значение при переработке полимеров, полимерных изделий имеют процессы взаимодействия полимеров с низкомолекулярными соединениями, приводящие к набуханию и растворению полимеров. Процесс пластификации, применяемый в производстве изделий из полимерных материалов, основан на набухании полимеров в пластификаторах. Свойства лаков и эмалей, из которых получают полимерные покрытия, определяются взаимодействием полимера с растворителем и другими низкомолекулярными соединениями. Поэтому очевидно, что для решения вопроса о том, в какой жидкости данный полимер растворяется и по отношению к какой жидкости он устойчив, следует знать закономерности взаимодействия полимеров с высокомолекулярными и низкомолекулярными соединениями.
Молекулярно-кинетическая теория полимеров была создана Куном, Гу-том и Марком в начале XX века. Основы статистической термодинамики растворов полимеров были заложены независимо друг от друга Флори и Хаггинсом, которые на основании решеточной модели определили энтропию смешения (известную как комбинаторная энтропия Флори-Хаггинса), свободную энергию смешения и другие термодинамические характеристики. На основании использованной этими авторами решеточной модели была развита термодинамика растворов полимеров, которая хорошо описывает свойства растворов, образующихся при повышении температуры, т.е.

несогласованного поля предложений де Женом [87] фактически сводится к минимизации свободной энергии, а физически означает пренебрижение флуктуациями вокруг наиболее выгодного состояния.
В работе Хохлова и др. [88] были описаны обычные и термочувствительные композитные гели на основе синтетических и биополимеров с включенными прямыми микроэмульсиями и систематически исследованы их физико — химические свойства: коллапс, абсорбционные и диффузионные характеристики. Также показано, что пленки гидрогелей с включенными эмульсиями могут быть использованы в качестве микрореакторов и ком-нлексонов, эффективно связывающих ионы металлов [89]. Впервые получены «умные», термочувствительные криогели с сообщающейся системой пор, наполненной «маслом». Показано, что при нагревании таких гелей до физиологических температур происходит их коллапс и «масло» вместе с растворенными в нем гидрофобными соединениями выдавливается из геля.
Во всех этих теориях рассматривалось только изменение позиционного порядка. Однако в жидкостях и растворах существует не только ближний позиционный порядок, но и ближний ориентационный, но во всех теориях изменение ближнего ориентационного порядка не рассматривалось. Впервые, изменение ориентационного порядка при растворении, было рассмотрено Дадиваняном и Ноа ]50]. Ими была использованная решеточная модель как и в теориях [51-55], при этом было учтено влияние изменения ориентационного порядка на энтропию и свободную энергию смешения при растворении. Найдены зависимости фактора ориентации и средней энергии взаимодействия между макромолекулами и молекулами растворителя от температуры.
Цель настоящей работы состоит в разработке математических моделей построения фазовых диаграмм состояния растворов полимеров с учетом