Łańcuch polimeru w roztworze

Rozpuszczanie polimeru

Rozpuszczanie polimeru

Sta

Sta

ł

ł

y polimer tu

y polimer tu

ż

ż

po

po

wprowadzeniu go

wprowadzeniu go

rozpuszczalnika

rozpuszczalnika

Pierwszy etap: sp

Pierwszy etap: sp

ę

ę

czniony

czniony

ż

ż

el w roztworze

el w roztworze

Drugi etap:

Drugi etap:

solwatowane

solwatowane

ł

ł

a

a

ń

ń

cuchy polimeru

cuchy polimeru

zdyspergowane w

zdyspergowane w

roztworze

roztworze

polimer-polimer > polimer-rozpuszczalnik

(kłębek zwinięty, zły rozpuszczalnik)

polimer-polimer = polimer-rozpuszczalnik

(kłębek swobodny, rozpuszczalnik

θ

lub temperatura

θ

)

polimer-polimer < polimer-rozpuszczalnik

(kłębek rozprostowany, dobry rozpuszczalnik)

Gi

Gi

ę

ę

tkie makrocz

tkie makrocz

ą

ą

steczki w roztworach mog

steczki w roztworach mog

ą

ą

znajdowa

znajdowa

ć

ć

si

si

ę

ę

w r

w r

ó

ó

ż

ż

nych

nych

stanach w zale

stanach w zale

ż

ż

no

no

ś

ś

ci od:

ci od:

•

•

st

st

ęż

ęż

enia

enia

•

•

temperatury

temperatury

•

•

rozpuszczalnika

rozpuszczalnika

Łańcuch polimeru w roztworze

Łańcuch polimeru w roztworze

Rozcie

Rozcie

ń

ń

czony roztw

czony roztw

ó

ó

r

r

-

-

w obr

w obr

ę

ę

bie pojedynczego k

bie pojedynczego k

łę

łę

bka st

bka st

ęż

ęż

enie segment

enie segment

ó

ó

w jest sta

w jest sta

ł

ł

e

e

-

-

s

s

ą

ą

obszary w roztworze o zerowym st

obszary w roztworze o zerowym st

ęż

ęż

eniu segment

eniu segment

ó

ó

w polimeru

w polimeru

-

-

k

k

łę

łę

bki polimeru s

bki polimeru s

ą

ą

izolowane

izolowane

Łańcuch polimeru w roztworze

Semirozcie

Semirozcie

ń

ń

czony

czony

roztw

roztw

ó

ó

r

r

-

-

w obr

w obr

ę

ę

bie pojedynczego k

bie pojedynczego k

łę

łę

bka st

bka st

ęż

ęż

enie segment

enie segment

ó

ó

w jest sta

w jest sta

ł

ł

e

e

-

-

wyr

wyr

ó

ó

wnanie st

wnanie st

ęż

ęż

enia segment

enia segment

ó

ó

w w ca

w w ca

ł

ł

ym roztworze

ym roztworze

-

-

pocz

pocz

ą

ą

tek przenikania si

tek przenikania si

ę

ę

k

k

łę

łę

bk

bk

ó

ó

w polimeru

w polimeru

Łańcuch polimeru w roztworze

St

St

ęż

ęż

ony roztw

ony roztw

ó

ó

r

r

-

-

oddzia

oddzia

ł

ł

ywania mi

ywania mi

ę

ę

dzy segmentami pochodz

dzy segmentami pochodz

ą

ą

cymi od r

cymi od r

ó

ó

ż

ż

nych

nych

ł

ł

a

a

ń

ń

cuch

cuch

ó

ó

w

w

-

-

przenikanie si

przenikanie si

ę

ę

k

k

łę

łę

bk

bk

ó

ó

w polimeru

w polimeru

r

G

s

c

R

N

c

c

〉

≈

〉

∗

3

St

St

ęż

ęż

enie

enie

segment

segment

ó

ó

w

w

wewn

wewn

ą

ą

trz izolowanego

trz izolowanego

pojedynczego k

pojedynczego k

łę

łę

bka makrocz

bka makrocz

ą

ą

steczki

steczki

r

c

s

c

∗

c

G

R

-

-

roztw

roztw

ó

ó

r rozcie

r rozcie

ń

ń

czony

czony

-

-

roztw

roztw

ó

ó

r o st

r o st

ęż

ęż

eniu granicznym

eniu granicznym

-

-

roztw

roztw

ó

ó

r st

r st

ęż

ęż

ony

ony

-

-

promie

promie

ń

ń

bezw

bezw

ł

ł

adno

adno

ś

ś

ci

ci

N

-

-

liczba segment

liczba segment

ó

ó

w w przeci

w w przeci

ę

ę

tnej

tnej

cz

cz

ą

ą

steczce

steczce

Łańcuch polimeru w roztworze

Poj

Poj

ę

ę

cie obj

cie obj

ę

ę

to

to

ś

ś

ci wy

ci wy

łą

łą

czonej

czonej

Oddzia

Oddzia

ł

ł

ywanie rozpuszczalnika z segmentami

ywanie rozpuszczalnika z segmentami

ł

ł

a

a

ń

ń

cucha

cucha

polimerowego powoduje wyst

polimerowego powoduje wyst

ę

ę

powanie tzw.

powanie tzw.

efektu obj

efektu obj

ę

ę

to

to

ś

ś

ci wy

ci wy

łą

łą

czonej

czonej

W dobrym rozpuszczalniku k

W dobrym rozpuszczalniku k

łę

łę

bki nie przenikaj

bki nie przenikaj

ą

ą

si

si

ę

ę

–

–

powodem tego jest

powodem tego jest

zaniedbywana w rozwa

zaniedbywana w rozwa

ż

ż

aniach teoretycznych realna obj

aniach teoretycznych realna obj

ę

ę

to

to

ść

ść

segment

segment

ó

ó

w

w

Dobry rozpuszczalnik rozpuszczalnika powi

Dobry rozpuszczalnik rozpuszczalnika powi

ę

ę

ksza obj

ksza obj

ę

ę

to

to

ść

ść

segment

segment

ó

ó

w

w

powoduj

powoduj

ą

ą

c p

c p

ę

ę

cznienie k

cznienie k

łę

łę

bka

bka

χ

χ

≤

≤

0 d

0 d

obry rozpuszczalnik

obry rozpuszczalnik

χ

χ

≈

≈

1/2 s

1/2 s

ł

ł

aby rozpuszczalnik (r

aby rozpuszczalnik (r

ó

ó

wnowaga)

wnowaga)

χ

χ

>

>

½

½

„

„

z

z

ł

ł

y rozpuszczalnik

y rozpuszczalnik

”

”

Łańcuch polimeru w roztworze

Parametr obj

Parametr obj

ę

ę

to

to

ś

ś

ci wy

ci wy

łą

łą

czonej

czonej

ν

ν

χ)

2

/

1

(

ν~b

3

−

charakteryzuje zmian

charakteryzuje zmian

ę

ę

obj

obj

ę

ę

to

to

ś

ś

ci pojedynczego

ci pojedynczego

segmentu wywo

segmentu wywo

ł

ł

ana obecno

ana obecno

ś

ś

ci

ci

ą

ą

rozpuszczalnika

rozpuszczalnika

b

b

–

–

d

d

ł

ł

ugo

ugo

ść

ść

elementarnego fragmentu makrocz

elementarnego fragmentu makrocz

ą

ą

steczki

steczki

(segmentu)

(segmentu)

Łańcuch polimeru w roztworze

Je

Je

ż

ż

eli w roztworze nie wyst

eli w roztworze nie wyst

ę

ę

puj

puj

ą

ą

netto

netto

ż

ż

adne oddzia

adne oddzia

ł

ł

ywania, np.

ywania, np.

przyci

przyci

ą

ą

ganie segment

ganie segment

-

-

segment r

segment r

ó

ó

wnowa

wnowa

ż

ż

one s

one s

ą

ą

oddzia

oddzia

ł

ł

ywaniem

ywaniem

segment

segment

–

–

rozpuszczalnik, w

rozpuszczalnik, w

ó

ó

wczas k

wczas k

łę

łę

bki maj

bki maj

ą

ą

wymiary takie

wymiary takie

jak dla

jak dla

ł

ł

a

a

ń

ń

cuchy w przestrzeni

cuchy w przestrzeni

Dla danej pary polimer – rozpuszczalnik istnieje

temperatura, w której spęczniający efekt rozpuszczalnika

(oddziaływania z rozpuszczalnikiem) równoważony jest

przez wzajemne przyciąganie segmentów

Jest to temperatura

Jest to temperatura

theta

theta

(

(

θ

θ

)

)

2

/

1

bN

R

G

≈

dla rozpuszczalnika

dla rozpuszczalnika

θ

θ

dla dobrego rozpuszczalnika

dla dobrego rozpuszczalnika

5

/

3

bN

R

G

≈

Łańcuch polimeru w roztworze

5

0.

〈

χ

5

0.

=

χ

5

0.

〉

χ

Dla wysokiej

Dla wysokiej

temperatury

temperatury

Dla temperatury

Dla temperatury

Theta

Theta

Dla niskiej temperatury

Dla niskiej temperatury

a

a

Łańcuch polimeru w roztworze