4 polimer çözeltileri [uyumluluk...
TRANSCRIPT
3/11/2017
1
POLİMER MALZEMELER
Doç. Dr. Atilla EVCİNAfyon © 2017
• Polimer çözeltilerin termodinamiği fizikokimyanın önemli ve ilgiçekendallarından birisidir.
• Hangi çözücü hangi polimeri çözer ?• Polimer-Çözücü arasındaki etkileşimler
çözeltinin özelliklerini nasıl etkiler ?• Polimer çözeltilerin özellikleri hangi
uygulamalar a ilgi çekici gelir ?
• Polimer-çözücü sistemi için faz diyagramı• a. Seyreltik çözelti fazı b. Şişmiş polimer veya jel
Üst kritik çözelti
sıcaklığı
Alt kritik çözelti
sıcaklığı
Polimer Çözeltileri
• Polimerlerin, küçük molekülağırlıklı sıvılarla etkileşimi pratikaçıdan oldukça önemlidir.Polimerler hem üretim hem deişlenme aşamasında sıvılar ileetkileşirler.
• Örneğin birçok polimer çözücüpolimerizasyonunda, çeşitliçözücülerin bulunduğuortamlarda sentez edilir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
2
• Naylon malzemenin su absorplamasıve şişmesi pratikte karşılaşılan polimerçözücü etkileşmesine bir örnektir.
• Plastikleştirme işlemi bir anlamdapolimerlerin küçük molekül ağırlıklımaddelerle şişirilmesidir.
• Boyalar ve yapıştırıcılar, polimerçözeltileri veya emülsiyonlarıdır.
• Polimerler sıvılarla temas edincegerçek çözünme veya jel oluşumugözlenir.
• Moleküller arasına yalnızca ikincilkuvvetlerin etkin olduğu bir polimer, birçözücü içine konduğu zaman, küçükçözücü molekülleri polimer içine difüzeolur ve polimeri şişirir.
• Bu durumda polimerik yapı, çözücü ileetkileşme şiddetine bağlı olarak bellimiktarda çözücüyü absorbe eder.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
3Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
4
Polimer çözeltileri
• Polimer çözeltileri hem polimerler üzerineyapılan bir çok çalışmanın çözelti fazındayapılıyor olması hem de polimerikçözeltilerin endüstriyel bir çok alandakullanılmasından dolayı büyük önemtaşımaktadır
• Genel olarak polimer çözeltilerini uzunpolimer zincirleri ve küçük çözücümoleküllerinden oluşmuş bir sıvı olarakdüşünmek mümkündür.
Polimer-Çözücü Sistemi • Polimer ve çözücünün kimyasal yapılarındaki
benzerlik iyi çözünme için değerlendirilmesigereken hususların başında gelir.
• Kısaca “benzer benzeri çözer”.
• Örneğin; polibütilen, poliizopren vb polimerikhidrokarbonlar apolar yapılıdır. Bu polimerlerhegzan ve heptan gibi alifatik, benzen gibiaromatik hidrofobik çözücülerde iyiçözünürler.
• Buna karşın bu polimerler, aseton gibipolar ve özellikle kuvvetli hidrojen bağıyapan su gibi çözücülerde çözünmez,biraz şişerler.
• Polietilenoksit ve poliakrilonitril gibihidrofilik ve polar polimerler ise su,aseton vb hidrofilik ve polarçözücülerde çözülür ve apolarçözücülerde şişerler.
Polimerlerin Çözülmeleri
• Polimerlerin çözülmeleri için bazı şartlargerekir.
• Her polimer çözülmeyebilir, çözülseler dahitamamen çözülmeleri birkaç günden birkaçhaftaya kadar uzayabilir.
• Rosen isimli araştırmacı deneyselgözlemlerine dayanarak polimerlerinçözünebilmelerine ait aşağıdaki kurallarıortaya koymuştur.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
5
• Polimerlerin çözünebilmeleri yalnızonların fiziksel hallerine değil aynızamanda kimyasal yapılarına dabağlıdır.– polarlık,– molekül ağırlığı,– dallanma– çapraz bağlanma derecesi– kristalitesi gibi.
• Örneğin polar polimerler poli(akrilikasit), poli(akrilamid) ve poli(vinil alkol),suda çözünebilirler.
• Fakat polar olmayan yada çok azpolarlık gösteren polistiren, poli(metilmetakrilat), pol(vinil klorür), vepoli(izobutilen) gibi moleküller polarolmayan çözücülerde çözünürler.
Pola
rlık
• Polimerin molekül ağırlığı da çözünmeüzerinde önemli rol oynar.
• Belirli bir çözücü içinde belirli birsıcaklıkta polimerin çözünürlüğü artanmolekül ağırlığı ile azalır.
Mw Çözünürlük
Mol
ekül
ağı
rlığı
• Çapraz bağlı polimerler, zincirler birbirlerinekovalent bağlarla bağlandıkları için,çözünmezler.
• Ancak, pozitif etkileşimin olduğu çözücülereklendiği takdirde, çapraz bağlı polimerlerşişerler (swelling).
• Eğer çapraz bağ derecesi artarsa ve çokyoğun çapraz bağlardan oluşan bir polimerelde edilirse, bu polimerin şişmesi de azalırve çözücülerden nerdeyse hiç etkilenmezler.
Çap
raz
bağl
anm
a
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
6
• Aynı şeyi çapraz bağlanma derecesiiçinde söylemek mümkündür.
• Yüksek oranda çapraz bağlanmaçözücü moleküllerinin polimerzincirlerinin birbirinden ayrılarak çözücüiçinde dağılmasını engelleyecektir.Ç
apra
z ba
ğlan
ma
• Sıcaklığın çözünürlüğe yardımcı olduğubir diğer durum ise kristal yapıya sahippolimerlerin çözünmesidir.
• Kristal yapısı yüksek polimerler de jelhalde kalıp tamamen çözünmezler.
• Ancak, kristallerin erime noktasınaulaşıldığında kristal yapıdan kurtulanpolimer zincirlerinin çözünürlüğüartabilir
Kris
talit
e• Kristal yapıdaki polimerlerin uygun bir
çözücü seçerek erime sıcaklıklarınınhemen altında bir sıcaklığa ısıtılarakçözülmeleri mümkündür.
• Örneğin erime sıcaklığı 135 °C olankristal yapıdaki lineer polietilenin bazıçözücüler kullanılarak 100 °C ninaltında bir çok çözücüde çözülmesimümkündür. Buna, erime noktasınındüşmesi (melting point depression)denir.
Kris
talit
e
• Zincir üzerinde bulunan dallanmalarçözünürlüğü artırıcı yönde etkidebulunur.
• Ancak dallar uzunsa bu zincirlerin birbirine dolaşmasına sebep olarakçözünmeyi geciktirir.
• Kısa dallanmalar ise polimer zincirleriarasındaki etkileşimleri neredeyse yokederek çözünmeyi hızlandırır.
Dal
lanm
a
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
7
• Dallanmış polimerler, yan gruplarınbüyüklüklerine göre çözünebilirler.
• Eğer yan gruplar kısa moleküllerdenoluşuyorsa, ve zincirlerin kuvvetli bir sarmaloluşmasını engelleyecek büyüklükte ise, yangruplar polimer zincirlerini nispeten ayrıtuttuğu için bu polimer rahat çözünebilir.
• Yan grupların uzunluğu arttıkça bu kısımlarda polimer sarmalına eklenmeyebaşlayacağından polimer zincirlerininbirbirlerine dolanması (entanglement) iyicekarmaşık bir hal almaya başlar,ve çözünürlük azalır.
Dal
lanm
a
• Peki çözünme nasıl gerçekleşir ?• Daha öncede söylediğimiz gibi
polimerlerin çözünmesi bazen haftalarsüren bir prosestir.
• Küçük molekül ağırlıklı bir çözünen(örneğin şeker) su içinde çözüldüğündeçözünme anında gerçekleşir. Şekermolekülleri kristal yapıdan ayrılarakhemen su içinde dağılırlar.
• Ancak polimer molekülleri biraz farklıdır.• Polimerler birbiri içinde dolanmış uzun
zincirlerden oluşmuştur.• Hem molekül içi hem de moleküller arası bir
çok kuvvet bu yığını bir arada tutmaktadır.• Bu kuvvetler arasında dipol-dipol
etkileşimleri ya da hidrojen bağlarısayılabilir.
a) Polimer molekülü, bir çözücüye eklendikten hemen sonra katı haldedir
• Bu açıdan bakıldığında polimerlerinçözünme işleminin bir şekermolekülünden farklı olacağını görmekmümkündür.
• Billmeyer’e göre çözünme ikibasamakta gerçekleşir. İlk aşamadapolimer şişer, daha çözünmegerçekleşir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
8
• Eğer polimer-çözücü etkileşimleripolimer-polimer arasındaki çekimkuvvetlerinden daha baskın ise zincirlerarasına çözücü molekülleriniabsorplanmaya başlar ve böylecepolimer matrisinin hacmi artar. Buaşamada yumak açılmaya başlar.
b) Birinci aşama, çözücüde şişen bir jel
• Burada önemli olan polimer ve çözücüarasındaki etkileşimin büyüklüğüdür.Ancak çözücünün polimer zincirlerineulaşabilmesi için öğütülmesi çözünmeişlemini hızlandıracaktır.
• Kristal yapıda, hidrojen bağları veçapraz bağlar içeren polimerler sözkonusu olduğunda çözünme işlemi buaşamada durur ve yalnızca şişmiş birjel oluşur.
• Polimer-çözücü etkileşimlerinin güçlü olduğudurumda ise çözünme işlemi devam eder vebirbirinden ayrılmaya başlamış olan polimerzincirleri çözücü içinde tamamen dağılır.
• Bu durumda bile tek başına polimer zincirleriyuvarlak küresel bir şekilde bulunmayı tercihederler. İşte çözünme sonunda polimerzincirlerinin kapladıkları bu küresel alanhidrodinamik hacim olarak bilinir.
c) İkinci aşama, bir çözelti içinde disperse olmuş polimer moleküllerinin çevrelerinin sarılması
a) Polimer molekülü, bir çözücüye eklendikten hemen sonra katı haldedir
b) Birinci aşama, çözücüde şişen bir jel
c) İkinci aşama, bir çözelti içinde disperse olmuş polimer moleküllerinin çevrelerinin sarılması
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
9
Polimerlerin çözünürlüğünün termodinamik olarak değerlendirilmesi
• Bir polimerin bir çözücü içinde çözünüpçözünmeyeceğini belirlemek içinbakılabilecek bazı termodinamikbüyüklükler vardır. Bunlar Gibbs SerbestEnerjisi ve Çözünürlük paramatresidir.
• Saf bir polimer ve çözücü birbiri ilekarıştırıldığında çözünme serbest enerjisiaşağıdaki şekilde ifade edilebilir.
G = H - T S
• Burada• H, karışım sırasındaki entalpi değişimi,• T çözünmenin gerçekleştiği sıcaklık,• S ise karışma sonundaki entropi
değişimidir.
G = H – T . S
• Termodinamik bakış açısında bakıldığındaçözünme ancak G’nin (-) olduğudurumda gerçekleşecektir.
• S genelde (+) değerdedir, çünküçözünme ile birlikte polimer zincirleri dahadüzensiz bir hal almıştır.
• H ise hem (+) hemde (-) olabilir.
G = H – T . S
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
10
• Buradan yola çıkarak S değerininbüyük olması gerekir..
• Çözünmenin gerçekleşmesi için Hdeğerinin de T.S değerinden dahaküçük olması gerekmektedir.
• Çözücü ile etkileşimi olmayan nonpolar sistemler için H değeri
• Hildebrand tarafından
H = s p (s - p)2
denklemi ile verilir.
H = s p (s - p)2
• Burada• s ve p çözücü ve polimerin hacimsel olarak
yüzdesidir.• s ve p ise çözücü ve polimerin kohesiv
enerji yoğunluğu KEY (CED) olarakbilinmektedir.
• Bu büyüklük molekülleri çözelti fazında tutanmoleküller arası kuvvetlerin bir göstergesidirve genel olarak çözünürlük parametresi diyebilinen ifadedir.
Çözünürlük parametresi aşağıdaki gibi verilir:
212
1
3
21
1
1 MPacmcal
VE
Isı olmayan bir proses için
1 2
Polimer Çözünürlüğü
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
11
• Çözünürlük parametresi özellikle birpolimerin bir çözücü içinde çözünüpçözünmeyeceğini anlaşılmasıbakımından önemlidir.
• Ancak bu yaklaşım kuvvetli polimerçözücü etkileşimin olduğu sistemlerdeişe yaramamaktadır.
• Aşağıdaki tabloda çeşitli polimer veçözücüler için çözünürlük parametreleriverilmiştir.
Çözücü ds (MPa1/2) Polimer dp (MPa1/2)Acetone 20.3 Polybutadiene 14.6-17.6
Benzene 18.8 Polychloroprene 15.2-19.2
Carbon Tetrachloride 17.6 Polyethylene 15.8-18.0
Chloroform 19.0 Polyisobutylene 14.5-16.5
Cyclohexane 16.8 Polypropylene 18.9-19.2
Ethanol 26.0 Polyacrylonitrile 25.3-31.5
n-Hexane 14.9 Polymethylmethacrylate 18.4-26.3
Methanol 29.7 Polyvinyl acetate 18.0-19.1
Methylene Chloride 19.8 Polyvinyl alcohol 25.8
n-Pentane 14.3 Polyvinyl chloride 19.2-22.1
Toluene 18.2 Polystyrene 17.4-21.1
Water 47.9 Nylon 6.6 27.8
Malzeme MPa1/2
(cal/cm3)1/2
Özgül ağırlık20C (g/cm3)
Acetone 20.3 9.9 0.7899Carbone Tetrachloride 17.6 8.6 1.5940
n-Decane 13.5 6.6 0.73 @60CDifluorodichloro- methane 11.3 5.5 [email protected]
Polybutadiene 17.2 8.4 1.01Polyethylene 16.2 7.9 0.85 to 0.98
Polymethyl methacrylate 19.4 9.45 1.188Polytetrafluoro ethylene 12.7 6.2 2.00 (est)
Polyethylene oxide 20.0 9.9 1.20Polyethylene terephthalate 21.9 10.7 1.34
Polyvinyl alcohol 25.9 12.6 1.26Polyvinyl alcohol 19.8 9.6 1.39
• Genel kural olarak değerleribirbirine yakın olan polimer-çözücü sistemlerinin uygunolduğu söylenebilir.
• Bir polimerin bir çözücü içindeçözülebilmesi için (s - p)ifadesinin 2 den küçük olmasıgerekmektedir.
(s - p) < 2
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
12
• Örneğin naylon 66 yı sudaçözmek isterseniz butermodinamik olarak mümkündeğildir.
s =47,9 p= 27,8
ds dp ideal bir çözücü için
( su - nylon6.6) = (47.9 - 27.8) MPa1/2
= 20.1 MPa1/2 >> 2.0
Örnek
• Ancak naylon 66 toluen içinde çözülebilir, çünkü
• ( toluen - nylon6.6) = (18.2 - 27.8) MPa1/2
= -9,6 MPa1/2 << 2.0
Örnek• Polietilen karbon tetra klorür içinde
çözülür mü?
• (s - p) = (CCI4 - PE) = (17,6 - 18) MPa1/2
= -0,4 MPa1/2 « 2.0
Çözülür
Örnek• Polistiren aseton içinde çözülür mü?
• (s - p) = (Ac - PS) = (20,3 – 21,1) MPa1/2
= -0,8 MPa1/2 « 2.0
Çözülür
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
13
Soru ?• PVA için bir çözücü seçiniz
Seyreltik polimer çözeltileri• Bir çok karbon atomu birbirine uzun
zincirler oluşturacak şekildebağlandığından, bu zincirlerin bir çok yapısıvardır. Bu yapılar C-C tekli bağlarıetrafındaki dönmelerden kaynaklanır.
• Özellikle sentetik polimerlerde bu yapılararasındaki enerji farkı çok büyük değildir.
d’ nın Belirlenmesi • Bir polimer molekülü küçük moleküllü bir çözücüde
çözündüğünde katı ve amorf halde işgal ettiği hacimdendaha geniş bir hacim kaplayacaktır. Bu çözeltininviskozitesinde artmaya neden olur.
• Polimer ile çözücü aynı değerine sahip olduğunda polimermolekülleri maksimum hacme ulaşacak,sonuçta çözeltinin viskozitesi de maksimuma ulaşacaktır.Bir polimerin çeşitli çözücülerdeki aynı konsantrasyonlarasahip çözeltilerinin viskoziteleri ölçülerekpolimerin çözünürlük parametresi tayin edilebilir.
d’ nın Belirlenmesi • Polimer çapraz bağlı ise hiçbir çözücüde
çözünmez ancak polimer zincirlerininsegmentleri şişmiş bir jel vermek üzereçözünebilir.
• Çapraz bağlı örneği farklı değerlerine sahipçözücülerde denge değerine ulaşıncayakadar şişmeye bırakarak maksimumşişmenin olduğu çözücünün değerininpolimerin değerine eşit olduğu düşünülür.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
14
Polimerdeki Grup Cinsine göre d’ nın Belirlenmesi
• Polimerin çözünürlüğünün bulunması için polimer zincirindeki tekrarlanan birimlerdeki gruplardan yararlanılabilir.
• Bu amaçla aşağıdaki formüller kullanılır.
• Burada ; polimerin E molar buharlaşma entalpisi, V sıvının molar hacmi. Çeşitli grupların katkıları aşağıda verilmiştir.
Polimerdeki Grup Cinsine göre d’ nın Belirlenmesi
GRUP E (Cal cm-3)1/2
CH3 148
-CH2- 131.5
RRCH- 86
RRRRC 32
R-CH= 84.5
R-CH= aromatik 117
RR-C= aromatik 98
Cl (primer) 205
• Buhar yaklaşık olarak gaz gibi davrandığında V yerine ideal gaz denkleminden karşılığı yazıldığında ;
Polimerdeki Grup Cinsine göre d’ nın Belirlenmesi
Sıvının yoğunluğu, M sıvının molekül ağırlığı,R gaz sabitiT mutlak sıcaklık
Örnek• 25C’de suyun çözünürlük parametresini
hesaplayınız. H25=10,514 kcal2=[(10514 cal.mol-1)-(1,987 cal.mol-1.K-1)(298K)](1 g/cm3)(18 g/mol)
2= 551,2 cal.cm-3 = 2,3.109 J.m-3
= 23,5 (cal.cm-3)1/2= 48.103 (J.m-3)1/2= 48 MPa1/2
1 cal.cm-3= 4,184.106 J.m-3= 4,184.106 Pa= 4,184 MPa
1(cal.cm-3)1/2= 2,045 MPa1/2
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
15
• Çözünürlük parametresi yaklaşımı sadece güçlüpolimer-çözücü etkileşimleri olmadığı zamanyararlıdır.
• Güçlü polimer-çözücü etkileşimi olduğunda başkamodifikasyonlar gereklidir. Hidrojen bağıgenellikle ya ilaveten ikinci bir parametre olarakkullanılır.
• Bazı durumlarda hem hemde negatif olabilmektedir.Bu durumda çözünürlük parametreleri kavramıgeçersizdir. Ancak pratik uygulamalar açısından çokkolay ve pratik bir yöntemdir.
Polimerdeki Grup Cinsine göre d’ nın Belirlenmesi
• Ancak polimer zincirleri, çözücü içinde lineer bir şekil yerine yumakçıklarhalinde bulunurlar.
• Olası polimer yapılarını tanımlamak için Random Coil (gelişi güzel yumakçıklar) modeli kullanılır.
• Random Coil denilen model de karbon atomlarının birbirine kıyasla sahip oldukları açılardan yola çıkarak bazı genellemeler yapılır.
• Burada C1, C2 ve C3 karbonlarının aynıdüzlemde olduğunu varsayalım. C4atomu huni şeklindeki bir alanda Ebağındaki dönmeye bağlı olarak herhangi bir yerde bulunabilir.
• Katı halde dönmelerden kaynaklanan açısı sabittir, ancak polimerçözüldüğünde bu değer değişerekpolimerin gelişigüzel yumaklaroluşturmasını sağlar
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
16
• Oluşacak olan gelişigüzel yumağın şekli büyükölçüde kullanılan çözücüye, sıcaklığa vepolimerin molekül ağırlığına bağlı olarakdeğişecektir.
• Polimer için iyi bir çözücüde oluşan yumaktamamen yayılmış iken,
• polimer için zayıf çözücülerde yumak daha sıkıbir halde bulunacaktır.
• Polimer için kötü bir çözücü içinde ise polimerzincirleri arasındaki etkileşim daha baskınolacak ve bir araya gelen yumakçıklar polimerinçökmesine sebep olacaktır.
• Bu kavramlar polimerlerin saflaştırılmasındakullanılan önemli kavramlardır.
• Polimerin iyi bir çözücü içinde çözündüğünüvarsayalım. Eğer ortama kötü bir çözücüeklenecek olursa, çökelme gerçekleşmedenönce bir noktada G sıfır olacaktır.
• Bu noktada H = TS olacaktır. Yani Sdeğeri minimum olacaktır.
• Polimer-çözücü ve polimer-polimeretkileşimlerinin birbirine eşit olduğu bu nokta (teta) hali olarak bilinir.
• Herhangi bir polimerin halinegetirilmesi için ya sabit bir sıcaklıktauygun bir çözücünün seçilmesi (çözücü) yada verilen çözücü içindesıcaklığın ( sıcaklığı) ayarlanmasıgerekir.
• Bazı polimerler için çözücü ve sıcaklığı aşağıdaki tabloda verilmiştir.
Sıcaklığın etkisi
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
17
Lineer yumak genleşme faktörü
Polimer Çözücü q (oC)Polyethylene n-Hexane 133
n-Hexanol / Xylene (70:30) 170n-Octane 210
Polypropylene (atactic) n-Butanol / Carbon Tetrachloride (33:67) 25n-Butanol / n-Hexane (32:68) 25Cyclohexanone 92
Polystyrene Benzene / n-Butanol (58:42) 35Cyclohexane 34-35Cyclohexanol 79-87
Poly (vinyl acetate) Ethanol 19Ethanol / Methanol (40:60) 36
Poly (vinyl alcohol) Ethanol / Water (41.5-58.5) 25Water 97
Poly (vinyl chloride) Cyclohexanone 22Dimethylformamide 36.5
Polyacrylamide Methanol / Water (2:3) 20Polymethylmethacrylate Acetone -126
Cyclohexanol 77.6Toluene -65Dioxane / Water (85:15) 25
Polimer Çözeltilerinin Viskozitesi• Polimer çözeltilerinin viskozitesini ifade
etmek için farklı tanımlar ve sembolerkullanılır.
• Polimer çözeltilerinin viskozitelerinietkileyen birçok parametre vardır.Bunlardan birisi de derişimdir.
• Einstein denklemine göre bir çözeltinin bağılviskozitesi aşağıdaki formülle verilmektedir.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
18
• Burada • çözeltinin viskozitesi, • s ise çözücünün viskozitesi• kürenin kapladığı hacimdir ve bağıl
viskozite ile doğru orantılıdır.
• Molekül ağırlığı ile viskozite arasındakiilişki ilk defa Staudinger tarafından ilerisürülmüş, diğer araştırmacılartarafından geliştirilerek aşağıdaki formadönüşmüştür.
[] = K.Ma
Kuhn-Mark-Houwink-Sakurada eşitliği
Molekülün şekli hakkında bilgi verir
a = 0.5 “ideal” çözücüdeki esnek polimer
zinciri
0.5 < a <0.8 “iyi” çözücüdeki esnek polimer
zinciri
a > 0.8 “sert” zincir
Viskozite-Molekül Ağ sabitleria
Polymer
Polystyrene(atactic)c
Polyethylene(low pressure)Poly(vinyl chloride)
Polybutadiene98% cis-1,4, 2% 1,297% trans-1,4, 3% 1,2Polyacrylonitrile
Poly(methyl methacrylate-co-styrene)30-70 mol%71-29 mol%Poly(ethylene terephthalate)Nylon 66
Solvent
CyclohexaneCyclihexaneBenzeneDecalin
Benzyl alcoholCyclohexanone
TolueneTolueneDMFg
DMF
1-Chlorobutane1-ChlorobutaneM-CresolM-Cresol
Temperature,oC35 d5025135
155.4d
20
30302525
30302525
Molecular WeightRange 10-4
8-42e
4-137e
3-61f
3-100e
4-35e
7-13f
5-50f
5-16f
5-27e
3-100f
5-55e
4.18-81e
0.04-1.2f
1.4-5f
Kb 103
8026.99.52
67.7
15613.7
30.529.416.639.2
17.624.90.77
240
ab
0.500.5990.740.67
0.501.0
0.7250.7530.810.75
0.670.630.950.61
aValue taken from Ref. 4e.bSee text for explanation of these constants.cAtactic defined in Chapter 3. d temperature.eWeight average.fNumber average.gN,N-dimethylformamide.
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
3/11/2017
19
Makromolekül Çözücü K x 102 a
Polistiren Benzen 0.95 0.74
Amylose 0.33 N KCl 11.3 0.50
Farklı proteinler 6M guanidine HCl0.1M b-MeSH
0.716 0.66
PVOH Metanol 0.02 0.76
Polimer viskozitesiyle moleküler özelliklerin ilişkisi• Moleküler boyut• Moleküler şekil• Moleküllerarası etkileşimler• Sıvının kendi yapısı
Viskoziteyi bileşime bağlayan birçok eşitlik vardır. Örneğin
bb
aa XX
1log1log1log
burada a ve b bileşenleri, X mol kesrini göstermektedir
Create PDF files without this message by purchasing novaPDF printer (http://www.novapdf.com)