бкости полимерные цепи легко меняют форму при небольшом сжатии или растяжении, сохраняя взаимное расположение в сетке студня; после снятия нагрузки цепи быстро принимают первоначальную форму. Поэтому студни обладают высокоэластическими свойствами.

Каргин, Зубов и Журкина, исследуя поведение 10—20%-ных студней желатины в широком интервале частот деформаций, показали, что эти системы успевают восстанавливать изменения формы и сохраняют постоянство размеров даже при частоте сжатия до 1000 раз в 1 мин. При одной и той же нагрузке величина деформации уменьшается с ростом концентрации студня, вследствие чего взаимно сближаются макромолекулы, учащаются столкновения между отдельными их участками и, следовательно, образуется более «густая» сетка.

Повышение температуры, усиление поступательного и колебательного движения макромолекул, благоприятствующие разрыву связи между ними, наоборот, снижают жесткость системы. Если же цепи соединены между собой химическими силами (сшивка,, вулканизация, дубление), то разрыв связей возможен только при деструкции полимера в целом.

При нагревании студня, в котором отсутствуют такие «химические мостики», в определенном интервале температуры происходит его плавление, разрушение межцепных связей и сетчатой структуры. Теперь быстрое движение звеньев макромолекулы и деформация ее под действием нагрузки дополняются более медленными взаимными перемещениями самих цепей, остаточной деформацией, в результате чего эластическое тело становится пластическим.

Таким образом, сходство студней с твердым телом обусловлено наличием сетчатой структуры, после исчезновения которой появляются необратимое перемещение макромолекул и течение.

Явление гистерезиса выражается не только в отставании вязкости, осмотического давления, оптического вращения и т. д., от изменения температуры, но также и в процессе синерезиса — самопроизвольного расслоения студня. При снижении растворимости полимера (например, за счет охлаждение) раньше, чем успеет осуществиться расслоение, может образоваться студень. Так как состояние равновесия соответствует расслоению и уже произошло застудневание, процесс разделения фаз (синерезис) продолжается в самом геле. Точно так же возникновение межцепных связей может отставать от падения температуры; этим, по-видимому, объясняется, почему чрезмерно быстрое охлаждение растворов полимеров не ускоряет, а, наоборот, тормозит процесс застудневания (в результате снижения температуры падает скорость образования межцепных связей, которые «не успели» возникнуть при более высоких температурах).

Несмотря на потерю текучести и «захват» огромных количеств растворителя, у студней сохраняются некоторые свойства обычной жидкости. Свободная диффузия низкомолекулярных частиц (ионы, молекулы) в студнях принципиально не отличается от аналогичного процесса в соответствующем чистом жидком растворителе, но скорость диффузии несколько ниже и тем меньше, чем больше концентрация студня. Это связано с удлинением пути прохождения частиц вследствие наличия «каркасной» структуры, а также с уменьшением скорости собственной диффузии в уплотненном соль-ватном слое. Все сказанное относится и к свободной диффузии в электрическом поле, т. е. к электропроводности студней, содержащих электролиты. Отсутствие конвекционных токов в студнях позволяет использовать их для изучения диффузионных процессов в чистом, неосложненном побочными явлениями виде.

Большой практический интерес представляет несвободная диффузия в студнях и гелях, сопровождающаяся адсорбцией, химическими реакциями или тем и другим. Сюда относятся процессы крашения полимеров, дубления кожи, процессы ионообмена, пропитка наполнителей (древесина, ткани и др.), гидролиз и химические реакции полимеров и даже сам процесс синтеза их *.

Важную роль в производстве и применении клеев, прядильных растворов играют концентрированные растворы полимеров, обладающие текучестью, но переходящие в студень при нагревании с последующим охлаждением. Для получения их сначала приготовляют разбавленный раствор, концентрация которого настолько низка, что практически исключено образование межцепных связей. Если, однако, в макромолекуле находятся способные сильно взаимодействовать друг с другом группы, то может возникать довольно прочная связь между отдельными сегментами одной и той же цепи; происходит своеобразное «внутримолекулярное застудневание», скручивание макромолекулы в глобулы. Удаляя часть растворителя, можно без разрушения глобул приготовить высококонцентрированный раствор, обладающий необычно низкой вязкостью; если затем нагревать его до температуры плавления студня и снова охлаждать, глобулы «раскроются» и потом соединятся между собой в единый «каркас», вследствие чего получится нормальный нетекучий студень.

В заключение следует отметить, что студни можно получать также при набухании высокомолекулярных тел в растворителях.

* По сравнению со сплошными полимерами функциональные группы студней более доступны для химических превращений. Это обстоятельство и способ