ISSN:
0025-116X
Keywords:
Chemistry
;
Polymer and Materials Science
Source:
Wiley InterScience Backfile Collection 1832-2000
Topics:
Chemistry and Pharmacology
,
Physics
Description / Table of Contents:
The degradation reaction of dextran by the action of ultrasound was investigated within the molecular weight range from 30 000 to 90 000 in different solvents. The degradation products were characterized by their molecular weight distributions obtained by chromatography on porous glass. From the results of the experiments it could be shown that degradation follows a first order reaction, that the rate constant of degradation is proportional to the molecular weight, and that the molecules break preferentially into two parts of approximately equal size. The nature of the solvent has a considerable effect on the rate constants, which could be shown to be proportional to the enthalpy of vaporization of the solvent. The effect of polymer conformation on the degradation constants was studied and it was found that the degradation constants increase with expansion of the polymer coils.The experimental results confirm the general assumption, that the cavities, which are caused by ultrasound, are responsible for the degradation reaction. It is not possible, however, to conclude from the experimental results known so far, whether the inhomogenous flow fields or the shock waves, which arise from the collapse of cavitation bubbles, are responsible for the rupture of the molecule. The experimental result, that expanded polymer coils are more easily degraded. favours the mechanism which implies shock waves. Furthermore, a model in which both effects are acting together, in the way that the inhomogeneous flow fields at first stretch the polymer coil, whereas the shock wave, which immediately follows, breaks the molecule, is suggested to explain the rupture of the molecules.
Notes:
Die Abbaureaktion von Dextran durch Ultraschall wurde im Molekulargewichtsbereich von 30 000 bis 90 000 in verschiedenen Lösungsmitteln untersucht. Die Abbauprodukte wurden durch ihre Molekulargewichtsverteilungen, die mit Hilfe von Chromatographie an porösem Glas bestimmt wurden, charakterisiert. Aus den Ergebnissen der Untersuchungen konnte abgeleitet werden, daß die Abbaureaktion nach erster Ordnung verläuft, die Abbaukonstante proportional dem Molekulargewicht ist, und die Moleküle bevorzugt in zwei nahezu gleichgroße Bruchstücke zerfallen. Die Art des Lösungsmittels hat dabei einen erheblichen Einfluß auf die Abbaukonstanten; es wurde gefunden, daß diese der molaren Verdampfungsenthalpie des Lösungsmittels direkt proportional sind. Der Einfluß der Konformation des Polymeren auf die Abbaukonstanten wurde studiert, wobei sich ergab, daß mit einer Aufweitung der Polymerknäuel die Abbaukonstanten größer wurden.Die Ergebnisse bestätigen die allgemeine Auffassung, daß die Kavitäten, die bei der Ultrabeschallung entstehen, für die Abbaureaktion verantwortlich sind. Eine eindeutige Entscheidung, ob die inhomogenen Strömungsfelder oder die Stoßwellen, die bei der Implosion der Kavitäten entstehen, für den Molekülbruch letztlich maßgebend sind, kann mit den bisher vorliegenden Ergebnissen nicht getroffen werden. Der Befund, daß aufgeweitete Knäuel leichter abgebaut werden, spricht für den Stoßwellenmechanismus. Andererseits wird ein Modell für die Abbaureaktion angegeben, in dem beide Effekte insoweit zusammenwirken, daß die inhomogenen Strömungsfelder das Polymerknäuel zunächst strecken und die nachfolgende Stoßwelle den Molekülbruch bewirkt.
Additional Material:
2 Tab.
Type of Medium:
Electronic Resource
URL:
http://dx.doi.org/10.1002/macp.1975.021760316
Permalink
