61. Процессы структурообразования в растворах вмс.

При возникновении в растворах ВМС пространственной структуры образуются студни. Студнеобразование - это процесс появления и постепенного упрочнения в растворе ВМС пространственной сетки, состоящей из макромолекул. В этом процессе между макромолекулами образуются водородные и химические связи. Они возникают на любых участках макромолекул, где имеются функциональные группы, способные взаимодействовать с подобными группами соседних молекул. В результате образуется пространственная сетка, заполненная жидкостью. Эта жидкость называется интермицеллярной жидкостью. Она может находиться в связанном состоянии, если входит в состав сольватных оболочек макромолекул, и в свободном состоянии, если включена и удерживается в ячейках пространственной сетки капиллярными силами. Студни, которые содержат менее 1 % сухого вещества, называются лиогелями (рыбные и мясные студни, кисель и другие). Ксеро- гели - это студни с высоким содержанием сухого вещества.

На студнеобразование влияет ряд факторов.

1. Концентрация. С повышением концентрации ВМС возрастает частота столкновений и увеличивается количество связей в единице объема.

2. Форма и размер макромолекул. Макромолекула может образовать гем больше связей, чем более она распрямлена. Поэтому для студнеобразования необходимо создать такое условие, при котором макромолекулы не свертываются в клубок. Увеличение размера молекулы способствует процессу застудневания.

3. Температура. Повышение температуры оказывает отрицательное влияние на застудневание из-за возрастания интенсивности теплового движения отдельных участков макромолекул.

4. Время. С увеличением времени возрастает количество образующихся связей и упрочнение пространственного каркаса. Однако со временем это может привести к сжатию каркаса с сохранением пространственной формы. Такое явление называется синерезисом. Синерезис - это процесс самопроизвольного уплотнения студней с сохранением формы пространственного каркаса, сопровождающийся отделением (выдавливанием) дисперсионной среды из ячеек структурной сетки. Если при синерезисе не протекают какие-либо химические реакции между функциональными группами, то процесс является обратимым. В противном случае обратимость теряется и происходит старение студня. При старении студень становится неспособным удерживать дисперсионную среду.

5. Электролиты. Электролиты, способствующие набуханию, замедляют процесс застудневания и, наоборот, отрицательно влияющие на набухание электролиты ускоряют процесс образования студней. Влияние анионов электролитов на студнеобразование более существенное, чем влияние их катионов.

6. pH раствора. Влияние pH растворов ВМС на студнеобразование наиболее сильно сказывается в растворах полиэлектролитов. В растворах белков процесс образования студня идет быстрее при значениях pH, близких к ИЭТ. При pH = И.ЭТ в макромолекуле возникают одинаковое количество противоположно заряженных ионизированных групп. Поэтому, несмотря на глобулярные формы макромолекул, возникает возможность образования максимального числа связей между ними.

Студни обладают свойствами и твердого тела, и жидкости. Им характерны упругость, прочность структуры, эластичность и способность сохранять определенную форму. Они, подобно коллоидным системам, рассеивают свет. Электропроводность студней близка к проводимости растворов ВМС, из которых они получены.