Wstęp teoretyczny:

Lepkość jest jedną z charakterystycznych właściwości roztworów polimerów. Ze względu na bardzo duże wymiary makrocząsteczek w porównaniu do cząsteczek rozpuszczalników - lepkość bardzo rozcieńczonych roztworów polimerów jest zawsze większa od lepkości rozpuszczalników. Ogólnie istota lepkości jest opór występujący przy przesuwaniu się jej warstwy względem drugiej.

Podczas działania naprężeń ściskających podczas przepływu laminarnego makrocząsteczki polimerów o względnie wielkich łańcuchach wykonują ruch postępowy i obrotowy podlegają zarówno deformacji jak również orientacji pod wpływem hydrodynamicznych sił strumienia zmieniają swoje konformacje.

GRANICZNMA LICZBA LEPKOŚCIOWA - GLL: określa wkład pojedynczej makrocząsteczki polimeru do lepkości roztworu. Jest ona bardzo ważnym parametrem, ponieważ stanowi miarę hydrodynamicznej objętości łańcuchów polimerów. Objętość ta zależy od kształtów i średnich wymiarów makrocząsteczek polimeru w roztworze.

Graniczną liczbę lepkościowa można w sposób jednoznaczny i dokładny wyznaczyć z wzorów:

Hugginsa, Kraemera, jak również z równania Marka-Houwinka-Khuna-Sakunady.

Natomiast jej przybliżoną wartość można wyliczyć metodą tzw. JEDNEGO PUNKTU. Są to równania Matthesa i Salomona-Gotesmana.

Zależność pomiędzy lepkością rozcieńczonego roztworu polimeru a stężeniem opisuje wiele równań. Najbardziej znanym jest równanie Hugginsa.

W którym współczynnik k' jest wielkością stałą w określonej temperaturze dla danego układu rozpuszczalnik polimer i nosi nazwę stałej Hugginsa.

W rozpuszczalniku stała k' osiąga wartości 0,3-0,8, bardzo dobre rozpuszczalniki charakteryzują się stała mieszczącą się w przedziale: 0,3-0,45.

POODOBNA ZALEŻNOŚC WYKAZUJE RÓWNANIE KREAMERA. Stała występująca w nim to β - i nosi nazwę stałej Kraemera.

Związek między stałymi k' i β :

-1/2+β=k' lub k+β=1/2

Zakres stałej k' = 0,3-0,8

Zakres stałej β = -0,3 - 0,2

Termodynamiczna jakość rozpuszczalnika jest lepsza gdy w danym, rozpuszczalniku cząsteczki polimeru się rozkłębiają.

Zależności:

Hugginsa:

Kraemra:

Równanie Matthesa:

Równanie Salomona-Gotesmana:

Równanie Marka-Houwinka:

Wartości stałych: K i a (Polymer Handbook) dla 30ºC

Stałe te występują we wzorze Marka-Houwinka.

K= 0,066

a= 0,50

Literatura:

UMK. Jadwiga Ostrowska, Barbara Ostrowska-Gumkowska, Wojciech Czerwiński, Gizela Lemańska.

„ Podstawy chemii i fizykochemii polimerów” T-ń 1984

---