Cтраница 4
Основными являются методы осмометрии, диффузии, светорассеяния, ультрацентрифугирования и измерения вязкости. Общие представления о первых четырех методах измерения даны в гл. Осмотическое давление зависит от числа макромолекул, поэтому осмометрический метод дает среднечисловое значение Мц. Интенсивность рассеяния света зависит от общего количества дисперсной фазы, поэтому метод светорассеяния дает Mw. Близкими к Мш получаются значения М, найденные методами ультрацентрифугирования и диффузии. [46]
Сукне и Гаррис [187] изучали зависимость между механической проч ностыо пленок, приготовленных из фракционированного ацетата, целлюлозы, и СП, определявшейся по вязкости и осмотическому давлению. СП, для различных фракций и смесей фракций были получены разные i-сривые, если же устанавливалась зависимость между механической прочностью и среднечисловым значением СП. [47]
Типичная ступенчатая диаграмма. [48] |
Для полидисперсных полимеров значения сред-нечислового и средневесо-вого молекулярных весов не могут быть идентичны - средневесовой молекулярный вес обычно больше среднечислового. Присутствие некоторого количества более низкомолекулярных частиц в исследуемой фракции полимера существенно снижает среднечис-ловое значение молекулярного веса. Наоборот, в присутствии некоторого количества более высокомолекулярных частиц в исследуемой фракции получаются заниженные результаты определения средневесовых значений молекулярного веса, но среднечисловое значение почти не меняется. Средневесовой и среднечисловой молекулярный вес являются важными характеристиками полимера. Отношение МК: МЧ является мерой его полидисперсности. [49]
Здесь следует сделать некоторые краткие замечания об использовании результатов вискозиметрии при исследовании кинетики. Кинетические выводы могут основываться только на среднечисло-вых значениях молекулярного веса. Вискозиметрические измерения, однако, дают приближенные значения средневесового молекулярного веса. Средневесовые и среднечисловые значения могут различаться в 10 раз и более. Увеличение однородности цепей в процессе полимеризации может привести к постоянству вязкости, несмотря на рост макромолекул. [50]
Для определения молекулярных весов ниже 25000 вискозиметрия и друше физические методы, упомянутые в предыдущем разделе ( осмсметрия, методы светорассеяния, седиментации и диффузии), становятся ненадежными. В этом случае хорошие резулыагы дает метод, основанный на определении концевых групп. Таким образом, этот метод дополняет другие. Метод концевых групп дает среднечисловое значение молекулярного веса и может быть применен только тогда, когда молекула полимера имее. Очень важно, чтобы при этом был известен механизм полимеризации, что позволило бы с уверенностью говорить о локализации остатка инициатора или меченого атома па одном или на обоих концах цепи. [51]
В этом случае количество концевых ( или также посторонних) групп определяют химически и по полученным данным рассчитывают молекулярный вес. Но поскольку у целлюлоз разных типов на одну макромолекулу приходится различное количество определяемых групп, обычно требуется вводить эмпирические поправочные коэффициенты. Этот метод, как и все другие химические методы, дает среднечисловое значение молекулярного веса. [52]
В одной из ранних работ по этому вопросу Гопкинс с сотрудниками82 указали, что заметную разницу в деформационно-прочностных свойствах полиэтиленов, склонных к растрескиванию, легче обнаружить при испытании в условиях двуосного растяжения, чем обычно применяемого одноосного. Они нашли, что более чувствительные к рестрескиванию полимеры в условиях двуосного растяжения разрушаются при очень малых деформациях, хотя в других условиях они не проявляют заметных аномалий. Менее чувствительные к растрескиванию материалы в обоих случаях проявляют нормальную деформируемость. Учитывая, что растрескивание под действием среды связано с неожиданным ухудшением прочностных свойств, этот факт кажется значительным. Хорошо известно, что с возрастанием среднечислового значения молекулярного веса33 прочностные свойства асимтотически приближаются к определенному уровню. По неопубликованным данным, у полиэтиленов этот уровень при двуосном напряженном состоянии достигается при большем молекулярном весе, чем при одноосном. В связи с этим кажется важной обнаруженная Гопкинсом связь между деформационно-прочностными свойствами полиэтиленов при двуосном растяжении и их сопротивляемостью растрескиванию в таких же условиях напряженного состояния. [53]