В зависимости от природы трех компонентов и их взаимодействия друг с другом фазовые диаграммы трехкомпонентных систем имеют различный вид.
 |
1. Три компонента образуют одну пару ограниченно смешивающихся жидкостей. Компоненты А и Б смешиваются друг с другом ограниченно, а компонент С растворяется в каждом из них. Точки фазового разделения образуют одну бинодаль, которая большей частью имеет параболическую форму. Однако ноды, т. е. линии соединяющие точки, отвечающие составам сосуществующих фаз, не всегда параллельны. Они могут иметь разный наклон в зависимости от растворимости компонента С в компоненте А и Б, т. е. от его коэффициента распределения между фазами:
а) Компонент С растворим лучше в компоненте А, чем в компоненте Б, т. е. имеет к нему большее термодинамическое сродство. Он будет содержаться в большем количестве в фазе, обогащенной компонентом А. Следовательно длина отрезка ОС > О'С' (рис. 3а). По мере увеличения количества компонента С составы фаз сближаются, ноды укорачиваются и вырождаются в точку, являющуюся критической. Она лежит не на вершине кривой, а на ее правой ветви;
б) Компонент С лучше растворяется в компоненте Б, чем в компоненте А. Он в большем количестве содержится в фазе, обогащенной компонентом Б, т. е. О'С' > ОС - ноды имеют противоположный наклон, и критическая точка лежит на левой ветви бинодали (рис 3б). Такой вид имеют например фазовые диаграммы системы уксусная кислота - вода - хлороформ. Вода ограниченно смешивается с хлороформом, уксусная кислота лучше растворяется в воде, чем в хлороформе. Если растворимость компонента С в компоненте А и Б совершенно одинакова, то бинодаль симметрична и критическая точка совпадает с ее максимумом (рис 3в).
 |
2. Три компонента образуют две пары ограниченно смешивающихся жидкостей. Фазовые диаграммы имеют одну или две гетерогенные области. Так, для системы вода - бензол - н-бутанол фазовая диаграмма имеет вид, представленный на рис 4а. Неограниченно смешиваются только бензол с н-бутанолом. Две другие пары смешиваются ограниченно. Имеется одна гетерогенная область: две кривые являются частями одной бинодали. На фазовой диаграмме метанол - изооктан - нитробензол имеются две гетерогенные области (рис 4б).
Три пары ограниченно смешивающихся жидкостей. В этом случае на фазовой диаграмме могут быть две или три гетерогенные области, но имеется область неограниченного смешения всех трех компонентов (рис 5,а и б).
Работы Бренстеда.
Для построения диаграммы точную навеску полимера растворяют в определенном количестве хорошего растворителя и к прозрачному раствору постепенно добавляют плохой для этого полимера растворитель до появления помутнения. Зная количества всех трех компонентов в образовавшейся смеси, откладывают их доли на одной из сторон треугольника и через эти точки проводят линии, параллельные его сторонам. Точка их пересечения отвечает составу трехкомпонентного раствора.
Таким путем Бренстедом впервые были получены диаграммы состояния систем полимер-жидкость I-жидкостьII. Они представлены на рис. 6. Сплошная линия отделяет область гомогенных растворов от гетерогенной области. Ноды соединяют токи, отвечающие составам двух сосуществующих слоёв, один из которых представляет собой бинарную смесь жидкостей. Размер области неограниченного смешения зависит от природы компонентов. Так, если взяты две жидкости, в одной из которых полимер набухает неограниченно, а в другой ограниченно, то область неограниченного смешения велика (рис. 6а). Если в одной жидкости полимер набухает неограниченно, а с другой совсем не взаимодействует, то область неограниченного смешения мала. Эта область ещё меньше, если в одной жидкости полимер набухает ограниченно, а с другой совсем не взаимодействует (рис. 6б).
Для полимерных систем характерен случай расслаивания, представленный на рис. 6в: полимер в обеих жидкостях только ограниченно набухает, и в трехкомпонентной смеси образуется две фазы. Но существует область составов, в которой наблюдается неограниченное смешение трех компонентов. Такие смеси часто используют на практике. Например, нитрат целлюлозы, содержащий 10-12 % азота ограниченно набухает в этиловом спирте и этиловом эфире. Смесь этих жидкостей, взятых в определенных соотношениях, неограниченно растворяет нитрат целлюлозы, 
что и используется для получения коллодия.
Для некоторых полимеров, имеющих группы, различающиеся по полярности, иногда наблюдается улучшение растворяющей способности растворителя при добавлении к нему небольших порций осадителя, или нерастворителей. Дальнейшее их добавление приводит к ухудшению растворяющий способности и к выпадению полимера в осадок.
Метод треугольных диаграмм широко применяется для изучения систем содержащих полимер и две низкомолекулярные жидкости (полимер-жидкость I-жидкостьII), а также более сложных систем, содержащих два разных полимера и одну низкомолекулярную жидкость (полимер I – полимер II – жидкость).