Деполимеризация в результате механических воздействий
85
Этот пример указывает на необходимость соблюдения соответствующих
предосторожностей, если растворы полимеров, предназначенные для изме-
рения молекулярных весов, встряхиваются в процессе их приготовления..
Молекулярный вес полиизобутилена уменьшается от 275 000 до 150 000
при интенсивном встряхивании его раствора в «-гептане (1 г.л) в течение
2 час. Приблизительно такое же уменьшение молекулярного веса наблю-
далось н в растворах, содержащих 0,1 г!л полимера. То, что молекулярный
вес этого деструктнрованного полимера не имеет тенденции возрастать
до своего первоначального значения при осаждении н последующем рас-
творении без встряхивания, является серьезным доказательством в пользу
предположения о том, что в данном случае мы имеем дело не с разрушением
агрегатов, а с разрывом самих макромолекул. Полиизобутилен с молеку-
лярным весом 140 000 не деструктнрует при подобных условиях. Несмотря
на то, что в настоящее время имеется много наблюдений такого рода, си-
стематических исследований этих явлений проведено не было.
С другой стороны, деструкция под влиянием ультразвука, которая
происходит в результате действия сил того же типа, была исследована
очень широко. В то время как тиксотропный эффект, или временное умень-
шение вязкости, является довольно обычным явлением для растворов
природных полимеров, например желатины, гуммиарабика и агар-агара,
уменьшение вязкости растворов синтетических полимеров под действием
ультразвука происходит главным образом в результате разрыва макро-
молекул. Тиксотропный эффект наблюдался для бензольных раство-
ров полиэтилакрилата [73], однако и в этом случае происходит разрыв
цепей.
В общем разрыв макромолекул под действием механических сил во
всех случаях происходит под действием напряжений, приложенных к мак-
ромолекулам в результате интенсивных колебаний или захлопывания
кавитационных пузырьков в растворе. При повышении внешнего давления
скорость деструкции постепенно понижается в результате уменьшения
тенденции к образованию кавитационных пузырьков. Однако деструкция
наблюдается даже при давлении 15 ат [74]. В более ранних работах это
явление рассматривали как доказательство протекания деструкции
в отсутствие кавитации; по мнению авторов этих работ, деструкция проис-
ходила в результате действия сил трения между растворителем и раство-
ренным веществом. Однако Вайслер [75] отметил, что, хотя приложение
давления непосредственно к раствору, несомненно, устраняет кавитацию,
приложение давления через газ должно просто привести к значительному
увеличению количества растворенного в жидкости газа; поэтому, когда
мгновеннпр давление в любой точке понизится на 1—2 ат по спавнению
со средним давлением цикла, выделится газ и пузырьки будут появляться
и быстро захлопываться. Бретт и Еллинек [76] показали, что скорость
деструкции полистирола под действием ультразвука сильно зависит от
природы введенных в систему газов. Чем больше растворимссть газа в бен-
золе,
тем меньше видимые и звуковые проявления кавитации и тем ниже
скорость деструкции.
Были сделаны попытки устранить кавитацию эвакуацией системы; при
этом исходили из того, что в вакууме пузырьки, образовавшиеся в обезга-
женном растворе, не должны захлопываться. В таких условиях была иссле-
дована деструкция бензольных растворов полиметилметакрилата. Однако
давление в системе было достаточно высоко (давление паров растворителя
при температуре опыта составляло не менее 100мм рт. ст.), поэтому наблю-
даемая в этом случае деструкция все же была вызвана кавитацией. Вайслер
провел опыты с раствором полистирола в толуоле при аналогичных условиях,
причем деструкция не наблюдалась. В этой системе давление паров раство-