Viscosità di soluzioni acquose di polimeri: studio sperimentale di sistemi contenenti polietilenglicoli e/o destrani

Il presente lavoro ha riguardato lo studio della viscosità di soluzioni acquose contenenti polietilenglicoli e/o destrani con l'obiettivo di valutare la dipendenza della viscosità dalla concentrazione di polimero, e gli effetti prodotti da variazioni di peso molecolare, e dalla miscelazione dei polimeri stessi.
I pesi molecolari dei polietilenglicoli considerati sono 7500, 17500 e 35000, quelli dei destrani 40000 e 70000. L'intervallo di concentrazioni considerato è stato molto ampio, dal campo tipico delle soluzioni diluite a quello proprio delle soluzioni concentrate (fino al 60% in peso).
I dati raccolti in campo concentrato hanno confermato le proprietà reologiche attese per tali soluzioni e si sono potuti correlare in modo soddisfacente i dati di viscosità ottenuti in campo diluito con quelli raccolti in campo concentrato. Ciò ha consentito di trattare i dati viscosità-concentrazione di polimero secondo due approcci differenti: 1) utilizzando l'eq. di Martin sull'intero campo di concentrazioni esaminato e 2) ricorrendo ad una legge di potenza per correlare, separatamente, i dati relativi alle due regioni di concentrazione. Con il secondo metodo è stato individuato il valore di concentrazione che segna il confine tra il campo diluito e quello concentrato, mentre dall'eq. di Martin sono stati ricavati valori di viscosità intrinseca che sono in buon accordo con quelli desunti dall'analisi dei soli risultati in campo diluito.
Il trattamento dei dati sperimentali ottenuti in campo diluito è stato condotto, tenendo conto in primo luogo delle dovute correzioni dei tempi di efflusso, legate agli effetti cinetici associati alla misura in capillari, e dei valori sperimentali della densità delle soluzioni, e, successivamente, usando in maniera combinata le equazioni di Huggins e di Kraemer per ricavare il valore della viscosità intrinseca, e, con esso, delle costanti di interazione contenute nelle due equazioni.
Dall'andamento della viscosità intrinseca in funzione del peso molecolare per il polietilenglicole è stato ricavato un' esponente dell'eq. di Mark-Houwink-Sakurada che appare plausibile, dato il carattere flessibile della macromolecola.
Il problema della correlazione dei dati di viscosità delle miscele è stato riesaminato anche alla luce di alcune considerazioni svolte sulle equazioni di Huggins e di Kraemer, in particolare sulla loro versione per miscele binarie e sui vincoli esistenti tra i parametri in esse contenuti. Di conseguenza, i dati viscosità-concentrazione totale polimero-composizione miscela polimerica sono stati trattati globalmente con tali versioni delle due equazioni, ottenendo così i parametri tipici dei due polimeri in miscela (viscosità intrinseca e costante di Huggins, dalla quale discende automaticamente il valore delle costante di interazione di Kraemer) ed un parametro caratteristico di miscela.