6. Полимердің молекулалық массаларын анықтау әдістерін келтіріңіз және мысалдармен түсіндіріңіз.

Полимер гомологтар қоспасын молекулалық массасына қарай іріктеп,бөлуді фракциялау дейді.Фракциялауды препаративтік және аналитикалық әдістермен жүргізеді.Препаративтік әдісте полимерді алдымен молекулалық массасының өзгеруіне қарай әр түрлі фракцияларға бөліп алып,қажетті қасиеттерін қарастырады.Аналитикалық әдісте молекулалық массалық таралу полимерді жеке фракцияларға бөліп жатпай,оның белгілі бір қасиеттерінің молекулалық массасына тәуелділігіне сүйене отырып алады.Препаративтік әдістер негізінен полимергомологтардың ерігіштігіне әсер етуші жағдайға тәуелділігіне негізделген.Молекулалық масса артқан сайын ерігіштік төмендейді және макромолекулалардың мөлшеріне қарай еріткіштің табиғаты,ерітіндінің концентрациясы,температура әр түрлі әсер етеді.Соған орай,препаративтік әдістің үш тәсілін ажыратады:еріту,тұндыру және температураны өзгерту арқылы фракциялау.Фракциялап еріту әдісінде полимерді еріту қасиеті біртіндеп өсіп тұратын сұйықтармен өңдейді.Ол үшін жақсы еріткіш пен нашар еріткіш не мүлде ерітпейтін сұйықтың қоспасының құрамындағы жақсы ерітетін еріткіштің үлесін өсіріп тұру қажет.Сонда бастапқы алынған фракциялардың молекулалық молекулалық массасы төмен болады да,әрбір келесі фракцияның молекулалық массасы біртіндеп арта береді.Бөлшектеп немесе жүйелеп тұндыру әдісінде полимерді алдымен қолайлы еріткішке ерітеді,содан кейін белгілі бір әдіспен тұндырады.Сонда алдымен молекулалық массасы жоғары молекулалар тұнбаға түседі.Тұнған полимерді біртіндеп бөліп алып тұрса,молекулалық массасы төмендей беретін полмер фракцияларын алуға болады.Полимерді ерітіндіден әр түрлә жолмен тұндыруға болады:

-ерітіндіге сәйкес тұндырғыш қосу арқылы;

-егер полимер алдын ала еріткіш пен тұндырғыштың қоспасында ерітілген болса,еріткішті ұшыру арқылыеріткіштің қайнау температурасы тұндырғыштан төмен болу керек;

-температураны өзгертіп,еріткіштің сапасын төмендету арқылы.

Полимердің молекулалық массалық таралуын сипаттайтын,соңғы кезде жақсы жетіліп,кең қолданыс тауып жүрген әдіс-гельге енгізіп хроматографиялау әдісі.Ол көпшілік жағдайда препаративтік және аналитикалық мақсаттарға қолдана береді.Хроматография еріген зат компоненттерінің бір бірімен араласпайтын фазалар арасында әр түрлі таралуына негізделген.Мұнда бір фаза жылжымалы,екіншісі қозғалмайды.Қозғалмайтын фаза ретінде ісінгенде гель түзетін,саңылауларының мөлшері алдын ала белгілі инертті адсорбент қолданылады.Әдетте адсорбент ретінде арнайы жолмен алынатын стирол мен дивинилбензолдың сополимерлері,әр түрлі силикагельдер және т.б.алынады.Жылжымалы фазаның рөлін полимер ерітіндісі атқарады.Гельге енгізіп хроматографиялау әдісімен фракциялау мөлшері әр түрлі макромолекулалардың гель түйіршіктерінің саңылауларына ену қасиетінің айырмашылығына негізделген.Гельхроматографтың бағанасына кеуекті полимер гелінің еріткіштегі түйіршіктерін толтырп,үстінен полимер ерітіндісін өткізеді.Гельдің бойында мөлшері әр түрлі саңылаулар болады.Олардың мөлшері гель бөлшектерінің арақашықтығынан едәуір аз.Полимер ерітіндісі бағанадан өткенде мөлшері саңылау мөлшеріне шамаласне одан аз кішірек макромолекулалар саңылау арқылы гель бөлшектерінің ішіне оңай еріп кетеді,ал ірілеу бөлшектер арасынан өтіп кетеді.Сондықтан ірі макромолекулалар бағана бойымен тезірек қозғалады.Сонымен,алдымен полимердің жоғары молекулалық фракциясы,содан кейін молекулалық массасын өсуіне қарай басқа фракциялар элюацияланады. Аналитикалық фракциялау әдісіне ультрацентрифуга,турбидиметриялық титрлеу әдістері жатады.Ультрацентрифуга әдісі(жылдамдық седиментациясы) молекулалық массасылық таралудың сандық сипаттамасын дәл бере алады.Ортадан тепкіш өрісте макромолекулалардың шөгу жылдамдығы олардың молекулалық массасына байланысты.Центрден тепкіш күштің әсерінен полимер бөлшектері ұяшық түбіне шөге бастайды да,ерітінді мен еріткіш арасында айқын шекара пайда болады.Тұнба шөккен сайын бұл шекара түбіне қарай ығысады.Шекараның жылжу жылдамдығы макромолекулалардың шөгу жылдамдығына тең.Белгілі бір уақыт аралығындағы бағана биіктігінің өзгерісін фотопластинкаға түсіріп алып тұрып,алынған седиментациялық диаграмманы әр түрлі жолдармен өңдеп,полимердің молекулалық таралу қисығын тұрғызады.Бұл әдіс таралудың сандық көрінісін дәл көрсеткенімен біршама күрделі және қымбат құрылғыны талап етеді.

Турбидиметриялық әдіс ролимер ерітіндісін тұндырғышпен титрлеп,оптикалық тығыздықты өлшейтін аспаптурбидиметр арқылы сұйытылған ерітіндінің лайлылығын өлшеуге негізделген.Ерітіндінің лайлылығы мен қосылған тұндырғыштың мөлшерінің арасындағы байланысты көрсететін турбидиметриялық қисық(2.2-сурет)полимердің молекулалық массалық таралуының сапалық сипаттамасын береді.Қисықтың тіктеу жағы молекулалық массасы біркелкі полимерлерге,өте жатық қисық полидисперсті фракцияларға тән.Теңдеуге қажетті константалар белгілі болса,тұнбаға түскен полимердің салмағы мен оның молекулалық массасын есептеп шығарып,нақтылы молекулалық массалық таралу қисығын тұрғызуға болады.

Онша дәл болмағанымен бұл әдіс тездігі мен оңайлылығына орай полимердің молекулалық массалық таралуына жалпы сапалық сипаттама беруге өте қолайлы.