Xi боб. Полиэлектролитларни синфлаш

Зарядланган занжирларнинг қаршиионлар
билан таъсирлашуви. Тўрлар коллапси
Қўш электр қават назариясидан маълумки, ионларнинг бир қисми Гельгольц қавати деб аталувчи қават ҳосил қилиб бўлиниш чегарасида адсорбиланади. Полиэлектролитларда қаршиионларнинг бир қисми бевосита зарядланган макромолекула яқинида жойлашади. Бу ҳодиса Онсагер^* томонидан қаршиионлар (контрионлар) конденсацияси деб номланган. Кучсиз полиэлектролитларда зарядланган макромолекулалар билан боғланган қарши ионларнинг маълум қисми эритувчининг термодинамик сифатига ниҳоятда кучли боғлиқ бўлади. Яхши эритувчиларда ионларнинг макромолекулаларга “ёпишиши” умуман содир бўлмайди. Эритувчининг термодинамик сифати унга чўктирувчи қўшганда ёки ҳароратни ўзгартирганда ёмонлашади ва қаршиионларнинг кооператив ютилиш жараёни содир бўлиб блоклар “маржони”дан шарсимон глобулага ўтади. VII бобда кўрсатилганидек, ҳарорат пасайиши билан нуқта атрофида ўралманинг глобулага фазавий ўтиши содир бўлади. Шунга ўхшаш фазавий ўтиш нуқта атрофида бўккан полимер ҳажмининг сезиларли ўзгаришига олиб келади, деб ҳисоблаш мумкин, чунки чокланиш тугунлари орасидаги занжир бўлаги хоссалари бўйича гаусс ўралмасидан фарқланмайди. Ҳақиқатдан ҳам 1978 йилда Танака
томонидан полимер тўрининг коллапси деб аталган ҳодиса кашф қилинган
__________
*Онсагер Ларс (1903-1976 й.) – Америка физик-назариётчиси ва физик кимёгари. Нобель мукофоти совриндори (1968 й.).
бўлиб, эритувчининг термодинамик сифатини белгиловчи шароитларнинг бироз бўлсада ўзгариши бўккан тўрсимон полимер ҳажмининг қайтар тарзда жуда катта ўзгаришига (1000%) олиб келади.
80-расмда бўккан тўрсимон полиакриламид учун сув-ацетон аралашмасидан иборат эритувчи таркибининг бўкиш жараёнига таъсири кўрсатилган. Бунда ацетон эритувчи аралашмасининг эритувчилик қобилия -

80-расм. Чокланган полиакрил- амид гели ҳажмининг эри-тувчи таркибига боғлиқлиги.

тини пасайтирувчи компонент сифатида олинган. Кейинги тадқиқотлар шуни кўрсатдики, айни система акриламид звеноларининг гидролизи оқибатида ҳосил бўлган акриламид ва акрил кислотаси сополимеридан иборат бўлган: Шундай қилиб, ҳар қандай кучсиз полиэлек- тролитнинг полимер тўридаги коллапсини

қуйидагича кўрсатиш мумкин. Зарядланган звеноларнинг жуда кичик миқдорда мавжудлиги ҳам полимер тўрлари коллапс ҳодисасининг ҳажмий ўзгариши нисбий қиймати нуқтаи назаридан ҳам, дискрет ўтиш нуқтаи назаридан ҳам жуда ёрқин намоён бўлишига олиб келади. Эффектнинг кучайиши кучсиз зарядланган бўккан полимер тўри ичида қаршиионлар булутининг мавжуд бўлиши билан боғлиқ. Қаршиионларнинг осмотик босими, дамланган резина тўпга маълум миқдордаги ортиқча босим қайишқоқлик берганидек, тўрга қўшимча қайишқоқлик беради. Эритувчининг сифати ёмонлашганда тўр тугунлари орасида жойлашган занжир бўлакларининг сиқилиши содир бўлади ва натижада тўрнинг ҳажми кичраяди, аммо коллапс ҳодисасини бу эффект белгиламайди. Юқорида айтиб ўтилганидек, эритувчи сифати ёмонлашганда қаршиионларнинг занжирларга “ёпишиши” содир бўлади, оқибатда қаршиионлар булути конденсатланади ва у билан бирга осмотик босим ҳам йўқолади.