Гели. Удельная вязкость

3. Удельная вязкость

Удельная вязкость показывает возрастание относительной вязкости по сравнению с

Зависимость вязкости раствора желатина от рН среды.

В изоэлектрической точке вязкость ВМС

4. Приведенная вязкость

Учитывает влияние концентрации ВМС
на взаимодействие между молекулами

Приведенная вязкость

5. Характеристическая вязкость

Поскольку ηпривед зависит от концентрации ВМС, приходится вводить еще

Дальнейшие исследования показали, что уравнение Штаудингера описывает лишь предельный случай,

Величина α зависит от формы макромолекул ( 0.5< α <1).
В

Для глобулярных белков, форма которых близка к шарообразной, показатель

Характеристическая вязкость используется
для определения молекулярной массы ВМС

Рис._. Зависимость приведённой вязкости

6. Аномальная вязкость (зависит от давления)

Для растворов высокополимеров и коллоидов

Сравнение свойств растворов ВМС и свойств золей

Агрегативная устойчивость.
Нарушение агрегативной устойчивости.
Высаливание. Коацервация

Высаливание

Нарушить устойчивость растворов полимеров можно путем понижения растворимости ВМС –

Причина - дегидратация молекул ВМС.
Порог высаливания – минимальная концентрация электролита,

Максимальный высаливающий эффект вызывают первые члены лиотропных рядов:
SO42–

Высаливание имеет большое практическое значение в целом ряде технологических процессов:

Денатурация

Денатурация связана с определенными структурными изменениями самой молекулы белка, протекающими

Тепловая денатурация происходит только в присутствии воды.
Процесс тепловой денатурации

Добавление к раствору белков некоторых веществ, например сахарозы,
в значительной мере

Коацервация

- процесс самопроизвольного расслоение на две несмешивающиеся фазы в растворах с

Схема коацервации:
а — образование первичной ультрамикроскопической капельки из гидратированных макромолекул;
б —

Неэлектролиты, особенно летучие, легко проникают сквозь клеточные мембраны и, структурируя

Коацервация является процессом самоорганизации и структурирования органических веществ в водной

Коацервацию используют в фармацевтической практике при
микрокапсулировании !
Лекарство измельчают

Спасибо за внимание!

Граф структуры

Гели (студни) – коллоидные системы, утратившие текучесть вследствие образования внутренних

Классификация ксерогелей

По отношению к высушиванию ксерогели делятся на 2 типа:
1.Хрупкие гели
2.

Эластичные гели (студни)
Эластичные гели (студни) образуются цепными молекулами желатина, агар-агара, каучука

Способы получения
1.Желатинирование (гелеобразование) (золь → гель)
2.Застудневание (раствор ВМС → эластический студень)
3.Ограниченное

Процесс желатинирования (гелеобразования) - превращение жидкой коллоидной системы в твердообразную,

Застудневание
-процесс образования эластичных гелей – студней – в результате возникновения внутренних

Факторы, влияющие на застудневание

1. Природа ВМС

наименьшее
количество

среднее
количество

наибольшее
количество

Количество вещества, необходимое для

Глютин застудневает:
при 20oС в 5%-ном растворе,
при 0°С –

Можно приготовить золи кремневой кислоты, которые превращаются в гели только за

3. Концентрация
Повышение концентрации вещества способствует застудневанию
В концентрированных системах уменьшается

4. Добавление электролитов
(действует прямой лиотропный ряд)

Ионы, стоящие в начале

5. Кислотность раствора - рН
Застудневание максимально в изоэлектрической точке.

Советы

Набухание

процесс проникновения растворителя в полимерное вещество, сопровождаемый увеличением объема и массы.
или

Высокомолекулярные вещества, набухая, образуют эластичные студни, а в их растворах

Явления, сопровождающие набухание:
1.Увеличение объёма и массы набухшего геля
2.Теплота набухания.
3.Давление набухания

Объём набухающего студня может в десятки раз превосходить собственный объем полимера.

mо — начальная масса,
Vo — начальный объем полимера,
m

Эбониты (сильно вулканизированные резины) практически не набухают в бензоле.
Желатин набухает

Влияние рН ра набухание (1)
и коагуляцию (2) желатина

По степени набухания

k и п - константы, зависящие от природы ВМС и растворителя;

Факторы,влияющие на набухание.
полярность растворителя и полимера
температура
рН раствора

Влияние лиотропных рядов

Li+ > Na+ > K+ > Rb+ > Cs+.

Свойства гелей

1. Электропроводность высока
Растворитель в геле образует, по существу, непрерывную

2. Контракция

Объем набухшего геля меньше суммы объемов геля до набухания и

Связанная вода присутствует в почве, растениях, во всех живых организмах

В соответствии с теорией Л.Полинга изменение свойств гидратных комплексов под действием

3. Тиксотропия

– процесс обратимого перехода геля в золь при резком механическом

В живых системах тиксотропия наблюдается при сотрясении мозга.
Поскольку процесс обратим, в

4. Диффузия в гелях

В 10%-ном студне желатина коэффициент диффузии
электролитов

5. Кристаллизация в гелях

Рост кристаллов внутри студней протекает путем медленной

6. Ритмические реакции
(кольца Лизеганга)

Ритмические отложения
в агате

Волнообразное распределение
диффузионных

Чем дальше к периферии чашки или ближе к дну пробирки, тем

K2Cr2O7 + 2AgNO3 → Ag2Cr2O7 + 2KNO3
Раствор соли нитрата серебра

Формирование колец Лизеганга.

Экспериментально полученные кольца Лизеганга.

Загадочные узоры, напоминающие одно из направлений в изобразительном искусстве Японии -

Кольца Лизеганага в структуре агата

Периодические реакции лежат в основе ряда биологических процессов: генерации нервных

Почечные камни различного состава и формы

Периодические реакции и окраска животных

7. Иммунодиффузия в гелях.
Диффузионные качества гелей используются для электрофореза белков.

8. Синерезис - необратимый процесс,сопровождающий старение геля.
Сопровождается упорядочением структуры

Синерезис в живых организмах

1950 г.

1957 г.

2014 г.

Процессы набухания играют важную роль:
1. В кожевенном производстве, производстве изделий из

3. В производстве товаров народного потребления:
(вискозный и ацетатный шелк, искусственная

2. Семена растений, попадая
во влажную среду, сначала набухают, а затем

Сефадекс представляет декстран с пористыми гранулами, внутрь которых могут проникать различные

1. Гели прекрасно охлаждают кожу. Разработаны специальные кремы и гели, которые

2. Грязевые ванны

1. Распределение воды и ионов между соединительной тканью и клетками определяется

3. Набухание и обезвоживание коллоидов в организме связано с изменением рН

5. Упругость и эластичность костей существует благодаря входящему в них

6. Растительные и животные ткани содержат коллоиды не только в виде

Благодаря хрусталику все, что мы видим, отражается на сетчатке глаза в

Традиционные текстильные ватно-марлевые повязки:
а) являются средствами осушения хирургических ран и операционного

Однако, выявлено, что они оказываются не только индифферентными к раневому процессу,

- губчатые
- мазевые
- масляные
- текстильные
- пленочные повязки
- гелевые
- гидроколлоидные (гидрогелевые)

В

Гелевые повязки представляют собой марлевую или текстильную сетчатую подложку, пропитанную гелем.

Губка из желатиновой пены

Механизм действия:
Как только кровь попадает в поры губки,

Многослойный материал из окисленной регенерированной целлюлозы

Низкий pH (2,5-3,0), разрушающий структуру

Гидрогелевые повязки имеют в основе сополимер
акриламида и акриловой кислоты.

Биологически активные перевязочные средства
содержат лекарственные препараты или оказывают активное воздействие

2. Создание терапевтических гелевых систем

Медицинскую ценность представляют собой системы с

3. Использование гелей в протезировании

Искусственный сустав из полимера

4. Возвращение зрения
Силиконовую схему планируют вставлять позади хрусталика глаза так,

ПОЛИМЕРЫ В МЕДИЦИНЕ

Материал, используемый в медицине, должен обладать следующими

Началом применения полимерных материалов в медицине следует считать 1788 год, когда

В 1895 году был использован целлулоид для закрытия костных дефектов после

В 1939 году совместные усилия стоматологов и химиков привели к созданию

В 1943 году С. Федоровым из полиметилметакрилата впервые сделана заплата для

Поливинилхлорид (хлорэтилен, хлорин)

ПВХ используется в медицине уже более 50 лет.

Продукция из него крайне разнообразна и легко производима:
контейнеры для крови и

Широкое применение в качестве медицинских
полимеров находят полиуретаны.

Они обладают удовлетворительной

Полиуретаны могут использоваться для производства катетеров и трубок общего назначения, оборудования

Применение съемных зубных протезов с базисами из материала на основе полиуретана

Силиконовые каучуки.
Синтез полисилоксанов осуществляется в результате последовательных реакций поликонденсации низкомолекулярных кремнийорганических

В настоящее время синтезируют новые, более совершенные марки полисилоксанов. Среди

Трубки силиконовые — используются для:
транспортировки различных сред, в качестве элементов

Из биологически инертного силикона изготавливаются пробки для укупорки флаконов с кровью, кровезаменителями, инфузионными

Жидкие кремнийорганические полимеры – силиконовые масла – обладают еще одним чрезвычайно

Полиэфирные смолы
получаются в результате реакции поликонденсации дикарбоновых кислот и

Наличие небольших отверстий в этой стенке позволяет естественным тканям кровеносных сосудов

Лечение хронических язв, которыми часто страдают диабетики, трофических язв, тяжелых

2. Контактные линзы последнего поколения из стойких прозрачных гидрогелей

Частицы
фторалюмо-силикатного
стекла (ФАС, FAS)

Молекула
поликарбо-новой
кислоты

3. Cветоотверждаемые стоматологические материалы Стеклоиономерные

Стадия отвердевания стеклоиономерного цемента: поперечное смешивание молекул поликислот трёхвалентными ионами с

4. Разработчик из японской компании демонстрирует
25-гигабайтный диск, созданный на

Кевлар
Продукт полимеризации пара-фталевой кислоты
и 1,4-диаминбензола

Механические свойства материала делают его