Вязкость высокомолекулярных соединений.

Вязкость гидрофобных коллоидов весьма мало отличается от вязкости дисперсионной среды, причем для этих коллоидов существует пропорциональная зависимость между вязкостью и концентра­цией коллоида, что математически выражается уравнением Эйнштейна (IX, 2) или (IX, 3). Как показали исследования, уравнение Эйнштейна оказывается совершенно непригодным для высокомолекулярных соединений, так как с увеличением концентрации вязкость их растворов непропорционально увеличивается. Причем в области небольших концентраций вязкость растворов МВС растет сначала медленно, а затем очень быстро.

Непропорциональный рост вязкости свидетельствует об увеличении объема дисперсной фазы растворов ВМС за счет гидратации. Г. Штаудингером была предложена формула, устанавливающая зависимость вязкости раствора ВМС от его концентрации и молекулярной массы частиц:

6.20

где М — относительная молекулярная масса частиц; т — масса растворенного полимера; Км — константа (порядка 10^-4).

В отличие от гидрофобных коллоидов вязкость растворов высокомолекулярных соединений зависит от способа их приготовления и меняется со временем: обычно относительная вязкость увеличи­вается. Кроме того, вязкость растворов ВМС зависит от температуры: при повышении температуры она быстро уменьшается.

Исследование высокомолекулярных соединений типа белков показало, что минимум вязкости наблюдается в изоэлектрической точке, в сильнокислой и сильнощелочной области. Максимум вязкости приходится на точку, соответствующую ионизации максимального числа ионогенных групп, т. е. максимум вязкости соответствует максимуму электрической проводимости растворов ВМС.

Вязкость растворов высокополимеров зависит от присутствия посторонних электролитов: при их прибавлении она вначале падает, затем практически не меняется.

Опыт показывает, что изменение вязкости в значительной мере зависит от валентности ионов, противоположных по заряду коллоидной частице. Так, если золь агар-агара заряжен отрицательно, эффект изменения его вязкости будет вызываться положительно заряженными ионами — катионами. С увеличением валентности катионов относительная вязкость агар-агара при данной концентрации электролитов уменьшается.

Помимо температуры, концентрации и побочных присутствующих электролитов на величину вязкости растворов ВМС влияет также и давление. Вязкость обычных жидкостей не зависит от давления, причем истечение их начинается при любом, даже очень малом давлении. Истечение же растворов ВМС начинается лишь после того, как давление достигнет определенной величины. Объясняется это тем, что частицы ВМС, обладая, как правило, удлиненной формой, преграждают путь слоям движущейся жидкости и нарушают правильное течение их. Повышенное внешнее давление вызывает ориентацию частиц параллельно потоку, т. е. преодолевает образующиеся внутри жидкости структуры из макромолекул.