Цель спецкурса - дать студентам представление об отличиях растворов полимеров от растворов низкомолекулярных соединений, о конформации макромолекул в растворах и конформационных переходах, фазовых равновесиях, динамических свойствах систем полимерных цепей. Основы теории растворов даются как в рамках приближения среднего поля, так и по методу скейлинговых оценок. Особое внимание уделяется рассмотрению физико-химических методов исследования полимеров в растворах.

1. Концентрационные режимы растворов полимеров: разбавленные, полуразбавленные, концентрированные растворы. Понятие кроссовера. Уравнение состояния разбавленного раствора полимера. Осмотическое давление. Термодинамическое качество растворов

2. Решеточная модель Флори-Хаггинса для полуразбавленных растворов. Фазовая диаграмма раствора полимера. Бинодаль и спинодаль. Расчет критической точки растворения. Недостатки теории Флори-Хаггинса.

3. Диаграммы точек помутнения. Верхняя и нижняя критические температуры растворения. Понятие θ - условий. Экспериментальные методы определения θ - температуры.

4. Свойства изолированных макромолекул в хорошем растворителе. Радиус Флори в пространстве размерности d. Понятие блоба. Скейлинговая модель полимерной цепи в объеме раствора, в плоской щели и в узкой трубке. Статистика полимерного клубка в атермическом растворителе.

5. Полуразбавленные растворы полимеров в атермическом растворителе. Расчет концентрации кроссовера, размера цепи и радиуса корреляции. Осмотическое давление полуразбавленного раствора. Сравнение результатов теории Флори-Хаггинса и метода скейлинговых оценок.

6. Динамика полимерных цепей в разбавленном растворе. Персистентная длина и персистентное время. Модели Рауза-Бюхе, Кирквуда-Райзмана, Зимма. Динамика систем многих цепей. Модель рептаций. Понятие трубки. Коллективные моды.

7. Исключенный объем макромолекул в разбавленных и полуразбавленных растворах. Вычисление исключенного объема по Флори-Кригбауму и через энтропию смешения. Переход клубок - глобула.

8. Принципы фракционирования полимеров. Фракционное осаждение и фракционное растворение. Восстановление функции молекулярно-массового распределения. Эффективность фракционирования. Фракционирование сополимеров по методу Розенталя и Уайта.

9. Вискозиметрия как метод исследования макромолекул в растворах. Динамическая вязкость, кривые течения, аномалия вязкости. Вискозиметрия разбавленных растворов.

10. Рассеяние света растворами полимеров. Статическое светорассеяние и фотон-корреляционная спектроскопия.

11. Поляризационно-оптические методы исследования растворов полимеров.
12. Применение полимеров в процессах водоочистки и обезвоживания суспензий.

Рекомендуемая литература
1. П. де Жен Идеи скейлинга в физике полимеров. М., Мир, 1982
2. А. Ю. Гросберг, А. Р. Хохлов Статистическая физика макромолекул. М., Наука, 1989
3. М. Дой, С. Эдвардс Динамическая теория полимеров. М., Мир, 1998

Программа составлена
доц. Е. А. Литманович