Одинаковые образцы натурального каучука объемом 10,94 см3 поместили в различные растворители. Через 48 часов выдержки при 200 С объем этих образцов стали равными
Растворители сероуг. Толуол. Ксилол бензол.ацетон этанол вода
Объем ,см392,04 84,94 74,44 69,54 12,44 11,19 10,99
Рассчитать степени набухания в соответствующих растворителях. К каким растворителями каучук лиофилен, к каким – лиофобен , почему
Решение
Степень набухания равна:
α = ( V - V0 / V0) *100%
V - объем образца после набухания, г;
V0 - объем образца до набухания, г.
Сероуглерод α = (92,04 -10,94 / 10,94)*100%=741%
Толуол. α =(84,94 -10,94 / 10,94)*100% = 676%
Ксилол α =(74,44 -10,94 / 10,940*100%=580%
Бензол.α =(69,54 -10,94 / 10,94 )*100%=536%
Ацетон α =(12,44 -10,94 / 10,94)*100% =14%
Этанол α =11,19 -10,94 / 10,94 )*100%= 2,3%
Водаα =(10,99 -10,94 / 10,94)*100% = 0,46%
Важнейшими свойствами полимеров, определяющие их технологические качества, являются лиофобность («боязнь» растворителя) и лиофильность («любовь» к растворителю). Полимеры не растворяются в веществах, к которым они лиофобны: гидрофобные полимеры нерастворимы в воде и других полярных растворителях, а олеофобные – нерастворимы в углеводородах нефти. Растворение полимеров возможно лишь в тех растворителях, к которым они лиофильны: гидрофильные полимеры могут быть растворены в воде и других полярных растворителях, а олеофильные – растворимы в нефтепродуктах
Каучук лиофилен к сероуглероду, толуолу, ксилолу, бензолу
Каучук лиофобен к ацетону, эталону, воде
Обычно набухание – избирательное явление, следовательно, полимер набухает в жидкостях, близких к нему по химическому строению
. Так углеводородные полимеры типа каучуков набухают в неполярных жидкостях – бензоле сероуглероду, толуолу, ксилолу.
Каучук, как углеводородный полимер лиофобен к полярным растворителя, какими есть ацетон, эталон, вода
1. Как влияет природа растворителя на процесс набухания?
Ответ
Причиной набухания является диффузия низкомолекулярного растворителя в высокомолекулярное вещество. Между макромолекулами полимера обычно имеются небольшие пространства, размер которых соизмерим с размером молекул растворителя. Благодаря этому молекулы низкомолекулярной жидкости достаточно быстро проникают в пространства между макромолекулами, раздвигая молекулярные цепи. Если макромолекулы полимера гибкие, то благодаря их тепловому движения диффузия растворителя облегчается. Полимеры с жесткими молекулярными цепями набухают значительно хуже.
Таким образом, набухание можно представить как процесс одностороннего смешивания, при котором молекулы низкомолекулярного вещества, благодаря большой подвижности, проникают в пространство между молекулами высокомолекулярного вещества.
Для многих систем набухание включает не только диффузию жидкости в полимер, но и сольватацию макромолекул