Стержни, растворенные в плохом растворителе

12.08.2015

Решеточная теория Флори, представленная выше, может быть легко распространена на учет взаимодействий полимер-растворитель с помощью уже знакомого параметра взаимодействия ФХ χ. Отсюда свободная энергия по уравнению (7.8) получает добавочный член энтальпии смешения Ван-Лаара:
Стержни, растворенные в плохом растворителе

Как и в классической модели ФХ для гибкоцепных полимеров χ описывает неблагоприятные взаимодействия полимер-растворитель. Его можно рассматривать как подгоночный параметр при сравнении теории и эксперимента. Главный результат добавления члена энтальпии смешения можно видеть на рис. 7.3, где показан фазовый состав в равновесии для стержней с осевым отношением хr = 100, погруженных в растворитель. Величина параметра взаимодействия χ отложена по ординате. Показанная здесь фазовая диаграмма впервые была представлена Флори в 1956 г. Диаграмма на рис. 7.3 была рассчитана на основе теории Флори-Ронка. Для χ = 0 диаграмма демонстрирует небольшой двухфазный зазор, характерный для атермальной системы, о которой мы уже говорили. Наиболее важной особенностью рис. 7.3 является заметное уширение двухфазной области при ухудшении качества растворителя. Даже небольшой положительной величины χ достаточно, чтобы создать фазовое равновесие, при котором разбавленная изотропная фаза будет сосуществовать с высоконцентрированной нематической фазой. Этот результат теории подтверждается на опыте и обнаруживается также в термотропных системах, что будет подробно рассмотрено далее. В рамках решеточной модели Флори положительный параметр взаимодействия дает небольшую область, в которой сосуществуют две нематические фазы. Некоторое время назад было представлено свидетельство сосуществования двух нематических фаз в равновесии в растворе полибензилглутамата. Поэтому можно, без риска ошибиться, заключить, что основные черты решеточной теории находятся в полуколичественном согласии с экспериментом.
Стержни, растворенные в плохом растворителе