Реологические свойства растворов полисахаридов
Аннотация
К настоящему времени установлены некоторые теоретические и экспериментальные закономерности по взаимосвязи вязкости с концентрацией, молекулярной массой, температурой и термодинамическим качеством растворителя. Однако при этом рассматривали, как правило, отдельные представители полисахаридов, без сопоставления полученных данных с аналогичными для других представителей биополимеров. Количественные соотношения выведены только для разбавленных растворов. Попытки перенесения полученных результатов на концентрированные растворы, как правило, не имели успеха. Это объясняется тем, что в разбавленных растворах температура и другие факторы влияют только на конформацию изолированных макромолекул. В концентрированных растворах в результате взаимодействия между макромолекулами формируется надмолекулярная структура. Различие в структуре разбавленных и концентрированных растворов полимеров предопределяет и принципиальное различие в их реологическом поведении, которое не может быть оценено с помощью одного вида деформирования, поскольку экспериментальные исследования сдвигового течения ограничены проявлением эластичности растворов. Необходимо применять динамические измерения. Работы, в которых использованы и динамические и стационарные измерения вязкости для ряда растворов полисахаридов и проведено их сопоставление - отсутствуют.
Вязкость растворов полимеров является интегральной функцией таких параметров, как концентрация, температура, напряжение и скорость сдвига, частота и амплитуда колебаний, молекулярный вес и химическая природа компонентов, а также их взаимодействие друг с другом (ассоциация и сольватация). При рассмотрении вышеперечисленных факторов используют концепцию сетки зацеплений макромолекул в растворах и гелях полимеров. Под зацеплением подразумевают не реальную петлю, образующуюся между двумя цепями, а межмолекулярную ассоциацию за счет водородных или каких-либо других специфических взаимодействий. Таким образом, сетка зацеплений имеет флуктуационный характер. При приложении напряжения эта сетка разрушается, что сопровождается уменьшением вязкости.
Все вышеизложенное свидетельствует о том, что:
1 − применение полисахаридов и их производных зависит от множества факторов, таких как степень замещения гидроксильных групп в макромолекуле, химическая природа заместителей, концентрация раствора, температурное воздействие, режим механического деформирования растворов и гелей, различная кислотность среды;
2 – все вышеприведенные факторы влияют на межмолекулярное взаимодействие и определяют структуру растворов и гелей полисахаридов. Для оценки роли межцепного взаимодействия и структуры растворов большое значение имеет оценка активационных параметров течения, которые, будучи производными вязкости по температуре, являются более чувствительными по отношению к структурообразованию, чем сама вязкость;
3 – систематические исследования вышеуказанного необходимы как для разработки теории вязкости концентрированных растворов полимеров, так и для практического использования обнаруженных закономерностей.
Актуальность исследований закономерностей зависимостей различных факторов на структуру и свойства растворов полисахаридов является неоспоримой, в связи с чем в данной работе проведены эксперименты по изучению вязкостных свойств растворов различных по химическому составу и молекулярным характеристикам полисахаридов и их производных в зависимости от концентрации, температуры, показателя кислотности среды (рН) в режиме стационарного сдвигового течения и динамических измерений.
Вязкость растворов полимеров является интегральной функцией таких параметров, как концентрация, температура, напряжение и скорость сдвига, частота и амплитуда колебаний, молекулярный вес и химическая природа компонентов, а также их взаимодействие друг с другом (ассоциация и сольватация). При рассмотрении вышеперечисленных факторов используют концепцию сетки зацеплений макромолекул в растворах и гелях полимеров. Под зацеплением подразумевают не реальную петлю, образующуюся между двумя цепями, а межмолекулярную ассоциацию за счет водородных или каких-либо других специфических взаимодействий. Таким образом, сетка зацеплений имеет флуктуационный характер. При приложении напряжения эта сетка разрушается, что сопровождается уменьшением вязкости.
Все вышеизложенное свидетельствует о том, что:
1 − применение полисахаридов и их производных зависит от множества факторов, таких как степень замещения гидроксильных групп в макромолекуле, химическая природа заместителей, концентрация раствора, температурное воздействие, режим механического деформирования растворов и гелей, различная кислотность среды;
2 – все вышеприведенные факторы влияют на межмолекулярное взаимодействие и определяют структуру растворов и гелей полисахаридов. Для оценки роли межцепного взаимодействия и структуры растворов большое значение имеет оценка активационных параметров течения, которые, будучи производными вязкости по температуре, являются более чувствительными по отношению к структурообразованию, чем сама вязкость;
3 – систематические исследования вышеуказанного необходимы как для разработки теории вязкости концентрированных растворов полимеров, так и для практического использования обнаруженных закономерностей.
Актуальность исследований закономерностей зависимостей различных факторов на структуру и свойства растворов полисахаридов является неоспоримой, в связи с чем в данной работе проведены эксперименты по изучению вязкостных свойств растворов различных по химическому составу и молекулярным характеристикам полисахаридов и их производных в зависимости от концентрации, температуры, показателя кислотности среды (рН) в режиме стационарного сдвигового течения и динамических измерений.