CC BY
2МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ
4
Физика Водных Растворов
Постерный доклад
ТЕМПЕРАТУРНЫЕ ЗАВИСИМОСТИ ВЯЗКОСТИ И СВЕТОРАССЕЯНИЯ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ ПОЛИВИНИЛОВОГО СПИРТА
Ломовской В.А.,1 Абатурова Н.А.,1 Акимова А.А.,2 Ломовская Н.Ю.1
1 Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН
2 МТУ, Институт тонкой химической технологии им. М.В. Ломоносова
е-mail: [email protected]
Поливиниловый спирт имеет широкое практическое применение (биомедицинские материалы, сорбенты, газоразделительные и ультрафильтрационные мембраны, упаковочные материалы).
Проведенные исследования вязкостных характеристик водных растворов поливинилового спирта (ПВС) показали, что данная система введет себя, как неньютоновская жидкость. Исследования проведены на ротационном реометре Physica MSR 501 (Anton Paar) с рабочими узлами «конус - плоскость» и «плоскость - плоскость» в диапазоне постоянных скоростей сдвига от У = const в интервале 10 2<y<103,c_1 двух режимах течения:
1 - однонаправленная постоянная скорость сдвига от у = const:
2 - колебательный периодический процесс сдвига у=у0 sinrnt при частоте rn=const в интервале 1010-2<œ<103,c-1 ;
Исследования показали, что полученные экспериментальные зависимости г] = f(j) для систем ПВС-вода
(СПВС=4 об.%) с MW= 2.1 • 104 и MW = 8.1 • 104 качественно, в самом общем виде, аналогичны друг-другу. Эти реологические зависимости могут быть условно разделены на три частотных интервала, в которых наблюдается существенное различие по вязкостным характеристикам всех исследованных систем и их изменения при изменении скорости сдвига.
Использование метода динамического светорассеяния (Zetasizer Nano ZS), в интервале температур от 10 °С до 70 °С, что соответствует области мета стабильности на диаграмме, состояния показали, что в этой температурной области в водном растворе ПВС могут присутствовать структуры ПВС, которые изменяют свой размер при изменении температуры. Полученные результаты показывают определенную зависимость размера молекулярного клубка. Размер зависит не только от температуры, но и от молекулярной массы MW ПВС. Чем выше молекулярная масса, тем большего размера молекулярные клубки обнаруживаются в дисперсной системе. Можно предположить, что увеличение размера дисперсных частиц при повышении температуры связано с разворачиванием клубка макромолекул ПВС при переходе дисперсной системы к гомогенному раствору.
При рассмотрении диффузионного уравнения перемещения гибкой макромолекулы в растворе проводилось последовательное введение сил внутреннего трения, как при растяжении цепи макромолекулы, так и при возможной заторможенности вращения каждой отдельной цепи макромолекулы относительно соседних цепей. Это позволяет предположить, что для плоской многосегментной цепи должна проявляться квадратичная зависимость силы сопротивления течению как от скорости растяжения цепи макромолекулы по направлению течения, так и от угла ориентации сегмента по отношению к направлению течения, что может привести к аномальным областям на температурной зависимости кажущегося увеличения размеров дисперсных частиц в растворе.
