Get Adobe Flash player

Адсорбция полимеров и олигомеров из растворов и расплавов

Адсорбция полимеров имеет свои специфические особенности по сравнению с адсорбцией низкомолекулярных веществ. Независимо от химического состава как аморфные, так и кристаллизующиеся олигомеры и полимеры всегда ассоциированы и образуют надмолекулярные структуры.

Термодинамически «хорошие» растворители сольватируют молекулы полимеров, способствуют развертыванию клубков и разрушению других надмолекулярных структур, высвобождая отдельные молекулы, и тем способствуют адсорбции их на твердой поверхности в виде толстого адсорбционного слоя. Это свойство хороших растворителей особенно проявляется при адсорбции из концентрированных растворов. В «плохом» растворителе молекулы полимеров находятся в свернутом состоянии в виде клубков и при адсорбции образуют более слабо связанный слой. Одновременно растворители сами могут адсорбироваться на активных центрах твердой поверхности, конкурируя с большими молекулами полимеров.

Большие молекулы закрепляются лишь отдельными сегментами с функциональными группами. Участки цепи при этом направлены в раствор отдельными петлями.

С повышением концентрации полимеров в растворе в них образуются первичные, а затем вторичные надмолекулярные структуры, которые и переходят из раствора на твердую поверхность. Статистические клубки, переходя из раствора на поверхность пигментов дают «мономолекулярный» толстый слой из деформированных — сжатых клубков.

Характерной особенностью адсорбции полимеров является ее необратимость, за исключением случаев физической адсорбции молекул с вертикальной ориентацией. Однако это не доказательство хемосорбции. Необратимость объясняется многоточечностью закрепления при одновременном взаимодействии с твердой поверхностью многими сегментами макромолекулы. Энергия физической связи каждого адсорбционного контакта составляет 8,4—12,5 кДж/моль, и при большом числе контактов общая энергия связи макромолекул становится соизмеримой с энергией химической связи, поэтому удалить такие молекулы промывкой растворителями не всегда удается.

Полимеры, адсорбированные из плохих растворителей, адсорбируются в виде свернутых клубков — глобул и под влиянием силового поля твердой поверхности могут деглобулизироваться, развертываясь вдоль поверхности и увеличивая число связей, что сопровождается вытеснением одной макромолекулой большого числа ранее адсорбированных малых молекул в раствор.

Поделитесь с друзьями!

Опубликовать в своем блоге livejournal.com