Адсорбция из растворов смесей полимеров

• Автор: Чорная, Валентина Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.06
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1984
• Место защиты: Киев
• Количество страниц: 131 c. : ил

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННЫЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ОБ АДСОРЩИИ ПОЛИМЕРОВ

1.1. Теоретическое описание конфигурационного состояния адсорбированных цепных молекул.

1.2. Адсорбция из разбавленных растворов

1.3. Адсорбция из концентрированных растворов

1.4. Адсорбция из смесей полимеров .

1.5. Постановка задачи

ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ

2.1. Объекты исследования.

2.2. Методы исследования

2.2.1. Методика проведения адсорбционных измерений . .
2.2.2. Методы определения концентрации растворов .
2.2.3. Определение доли связанных сегментов .
2.2.4. Определение вторых вириальных коэффициентов в растворах смесей полимеров
2.2.5. Определение параметра термодинамического взаимодействия .
2.2.6. Исследование структурообразования в растворах полимеров.
ГЛАВА 3. ЭКСПЕШЖНТАЛЬНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ . .
3.1. Характеристика термодинамического состояния исследованных систем
3.2. Молекулярная подвижность полистирола и полибутилметакрилата в четыреххлористом углероде .
3.3. Структурообразование в растворах полимеров .
3.4. Изучение адсорбции из индивидуальных растворов полимеров и их смесей в зависимости от концентрации
и содержания адсорбента.
3.5. Зависимость доли адсорбированных сегментов полимерных молекул от концентрации раствора.
3.6. Особенности проявления молекулярной подвижности адсорбированных цепей при адсорбции из растворов смесей полимеров в условиях адсорбционного равновесия
3.7. Влияние температуры и содержания адсорбента на адсорбцию.
3.8. Влияние молекулярной массы полимеров на адсорбцию
из растворов их смесей
ЛИТЕРАТУРА


В отличие от предшествующих теорий для приближения результатов расчета к реальному поведению адсорбированной цепи в их работах проводился учет исключенного объема для цепи, взаимодействующей с поверхностью, а также рассматривалось влияние природы растворителя, проявляющееся в его взаимодействии с сегментами полимерной цепи и местами на поверхности адсорбента. Во всех случаях рассматривалась изолированная цепь. За основу была положена модель цепи на тетраэдрической подложке, причем места в решетке могут быть
заняты либо сегментами цепей, либо молекула растворителя. Конформации цепей в решетке рассчитывали методом МонтеКарло с последовательным генерированием различных конформаций. В результате проведенных расчетов был сделан вывод, что в случае слабой адсорбции толщина адсорбированного слоя определяется длиной хвостов. Анализ распределения размеров последовательностей и петель показывает, что оно очень узкое, а для хвостов широкое. Размер и форма адсорбированной цепи были рассмотрены и рас
считаны через среднеквадратичные размеры молекулы и
радиус вращения о . Расчеты показали, что для хороших растворителей молекулы находятся на поверхности в растянутом состоянии. В этом случае прослеживается четкая тенденция образование длинных последовательностей в начальной части цепи и большая доля неадсорбировэнных сегментов в хвостах. Образование петель менее предпочтительно. В плохом растворителе существует наибольшая вероятность более сильного взаимодействия сегментов друг с другом и с поверхностью. Поэтому в данном случае молекулы находятся в состоянии плотно свернутого клубка с большим числом сегментов, связанных с поверхностью. Здесь неизбежно наличие относительно большого числа петель. Другим фундаментальным подходом к теоретической оценке плотности распределения сегментов в адсорбционном слое как функции распределения от поверхности адсорбента является подход, развитый Хуве . Расчеты проведены для единичной адсорбированной цепи, состоящей из п. Рассчитывалась нормализованная функция распределения сегментов р . В выбранной модели существует резкое падение плотности распределения на
расстояниях от поверхности 2 У . Хуве делает важное заключение о том, что резкое подразделение на поверхностный и диффузный слой является искусственным. На практике плотность как функция расстояния будет зависеть от конкретных конформаций цепей. К сожалению, толщина слоя не может быть точно определена экспериментально, независимо от теоретических предпосылок. Обычно, заранее предполагается определенный профиль плотностей, после чего происходит вычисление средней толщины слоя. Хуве отмечает, что при таких расчетах нельзя игнорировать эффекты исключенного объема, которые обязательно имеют место в реальных системах как результат межцепного взаимодействия. Хесселинком развита модель структуры адсорбционного слоя , , согласно которой адсорбционный слой состоит ив плотного первого слоя, на границе которого происходит скачкообразное изменение плотности сегментов, и рыхлого слоя обращенных в объем раствора хвостов и петель. Хесселинк определил для кубической решетки распределение звеньев в макромолекуле, адсорбированной сво
им концом в хвосте из сегментов и в петле. Для случая распределения сегментов в молекуле, закрепленной хвостом, получена функция
ix 6 ii Уехрз г М 1. Рс длина сегмента. Уx С5хг2Ус 1. Из этих уравнений может быть найдено среднеквадратичное расстояние сегментов от поверхности. Это распределение может быть применено и для цепи, адсорбированной несколькими петлями, если число сегментов в каждой петле одинаково. Подробно этот вопрос рассмотрен Хесселинком в работе , где дан статистический анализ изменения конфигурационных свойств адсорбированных макромолекул при приближении к непроницаемой поверхности. Приведенные выше теории адсорбции рассмотрены в обзорной статье Липатова . В последнее время появился ряд новых теорий адсорбции, одной из которых является теория Шейтенса и Шпеера , . Она построена исходя из предположения о том, что адсорбированные полимерные цепи имеют конформацию петляадсорбировэнная последовательностьхвост. За основу была выбрана модель цепи на гексагональной решетке с учетом взаимодействия между адсорбированными полимерными цепями. О хороший растворитель и рС 0,5 в растворитель. С 0,5, так и для рр О .