Міцели пар.
В розчинах колоїдних ПАР з концентрацією вищою від ККМ молекули ПАР утворюють агрегати молекул – міцели. Їх структура залежить від полярності розчинника. В водних розчинах молекули ПАР утворюють агрегати в яких вуглецевий ланцюг знаходиться всередині, а функціональні групи повернуті до водної фази і утворюють полярний шар.
Рис. 70. Міцели ПАР.
При збільшенні концентрації вище від ККМ спочатку утворюються сферичні міцели рис.62 (а), потім починають утворюватися дискові та циліндричні рис.62 (б). При подальшому збільшенні концентрації утворюються пластинчаті міцели, що можуть утворювати рідкокристалічні структури або бішарові ліпідні мембрани.
Число агрегацій міцели, це число молекул з яких складається міцела. Воно складає як правило 20-100, але може сягати і 1000. Значення ККМ для більшості колоїдних ПАР лежить в межах 10-2-10-5моль/л.
В неполярних розчинниках міцели ПАР перебудовуються утворюючи зворотні міцели в яких функціональні групи знаходяться в середині, а вуглецевий ланцюг ззовні. Для таких міцел відсутня ККМ, а число агрегацій таких міцел дорівнює 30-40.
Явище розчинення речовин, нерозчинних в даному дисперсійному середовищі, в міцелах ПАР називають солюбілізацією. Речовину, що розчиняється в міцелі називаютьсолюбілізатом. Неполярні вуглеводні розташовуються всередині ядра міцел. Органічні речовини, що мають полярні групи розташовуються так, що їх функціональні групи обернені до води, а неполярні частини орієнтовані паралельно вуглецевим радикалам ПАР.
Солюбілізація використовується при емульсійній полімеризації та утворенні емульсій. Вона є важливим фактором миючої дії ПАР.
Розчини високомолекулярних сполук
Розчини ВМС це істинні розчини, що є термодинамічно стійкими системами, які не потребують стабілізаторів. Частинки розчинів ВМС являють собою окремі молекули, що мають дуже великі розміри, тому вони мають деякі властивості, які характерні і для колоїдних систем.
Утворення і властивості вмс
Високомолекулярні сполуки утворюються двома методами: полімеризації та поліконденсації. В першому випадку виникають типові ВМС. Їх утворення відбувається за рахунок взаємодії низькомолекулярних сполук, що мають ненасичені зв’язки:
nCH2=CH2 → (-CH2-CH2-)n
У другому випадку утворюються ВМС, які не є полімерами, наприклад білки. При поліконденсації взаємодія молекул супроводжується виділенням низькомолекулярних речовин:
n(HO-R-COOH) → H-(-O-R-CO-)n-OH + (n-1)H2O
Послідовне приєднання молекул мономерів до ланцюга не відбувається безмежно. Тому кінцевий продукт є завжди сумішшю макромолекул з різними масами. Для характеристики ВМС використовують середню молекулярну масу. Середня молекулярна маса ВМС складає приблизно – 104-106.
Кількісні зміни молекулярної маси приводять до змін якісних. З’являються нові властивості, відсутні у низькомолекулярних сполук. Наприклад, висока еластичність.
Структурно-механічні властивості ВМС є функцією їх внутрішньої структури. Існує декілька типів структур макромолекул: лінійна (природний каучук), розгалужена (крохмаль), просторова (фенолформальдегідні смоли). В окремий тип можна виділити зшиті структури (вулканізований каучук, гума, ебоніт). Особливі властивості розчинів ВМС зумовлені внутрішнім рухом ланок макромолекули. Завдяки такій властивості макромолекула здатна приймати різні конформації. Конформаціями називають енергетичне нерівноцінні форми молекул, що виникають при просторовому повороті ланок макормолекул без розриву хімічних зв’язків.
Ланки ланцюга сполучені між собою хімічними зв’язками. Під впливом теплового руху гнучка макромолекула може набувати безліч конформацій.
При конформаційних перетвореннях макромолекули можуть згорнутися в клубок, утворюючи глобули, або випрямитися. При цьому відбувається пакування їх в орієнтовані структури - пачки.
Гнучкість ланцюга зменшується із збільшенням числа полярних груп, ростом густини просторової сітки та із зменшенням температури.
Лінійні молекули полімерів неможливо виявити ультрамікроскопічними дослідженнями. Це пояснюється тим, не дивлячись на їх велику довжину їх товщина є молекулярного розміру.
Молекули ВМС розсіюють світло, але дещо гірше ніж колоїдні системи. Вони також здатні вибірково поглинати світлові промені.