11级高分子物理3 高分子的溶液性质.ppt

1、第三章第三章 高分子的溶液性质高分子的溶液性质2022-1-232v高分子溶液：高分子溶液：聚合物以分子状态分散在聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相体系。溶剂中所形成的均相体系。v高分子稀溶液：高分子稀溶液：1%1%以下以下v高分子浓溶液：高分子浓溶液：纤维的溶液纺丝（纤维的溶液纺丝（15%15%）、）、油漆、涂料、胶粘剂（油漆、涂料、胶粘剂（60%60%以上），还有以上），还有聚合物中加增塑剂等。聚合物中加增塑剂等。v聚合物共混体系：聚合物共混体系：可看作是一种浓溶液。可看作是一种浓溶液。3.1 3.1 聚合物的溶解过程和溶聚合物的溶解过程和溶剂的选择剂的选择2022-1-234v（1

2、 1）非晶态聚合物的溶胀和溶解）非晶态聚合物的溶胀和溶解v溶胀：溶胀：溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨胀。胀。v溶解：溶解：高分子分散在溶剂中，即整个高分子高分子分散在溶剂中，即整个高分子和溶剂混合。和溶剂混合。v交联聚合物交联聚合物由于交联键的存在，溶胀到一定程由于交联键的存在，溶胀到一定程度后，就不再继续胀大（达到溶胀平衡），更度后，就不再继续胀大（达到溶胀平衡），更不能发生溶解。不能发生溶解。 3.1.13.1.1聚合物溶解过程的特点聚合物溶解过程的特点2022-1-235v（

3、2 2）溶解度与聚合物的分子量有关）溶解度与聚合物的分子量有关v线型聚合物：线型聚合物：分子量大的溶解度小，分子量分子量大的溶解度小，分子量小的溶解度大。小的溶解度大。v交联聚合物：交联聚合物：交联度大的溶胀度小，交联度交联度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。小的溶胀度大。3.1.13.1.1聚合物溶解过程的特点聚合物溶解过程的特点2022-1-236v（3 3）结晶聚合物的溶解）结晶聚合物的溶解v结晶聚合物的溶解要经过两个过程：结晶聚合物的溶解要经过两个过程：一是结一是结晶聚合物的熔融，需要吸热；二是熔融聚合物的晶聚合物的熔融，需要吸热；二是熔融聚合物的溶解。溶解。v非极性的结晶聚合物，非极

4、性的结晶聚合物，常温下不溶解，加热升常温下不溶解，加热升高温度至熔点附近，待结晶熔融后，小分子溶剂高温度至熔点附近，待结晶熔融后，小分子溶剂才能渗入到聚合物的内部而逐渐溶解。才能渗入到聚合物的内部而逐渐溶解。v极性结晶聚合物，极性结晶聚合物，除用加热方法使之溶解外，除用加热方法使之溶解外，还可选择一些极性很强的溶剂在常温下溶解。还可选择一些极性很强的溶剂在常温下溶解。3.1.13.1.1聚合物溶解过程的特点聚合物溶解过程的特点2022-1-237v溶解过程自发进行的必要条件：溶解过程自发进行的必要条件：v F FMM=MM- - S SMM00v F FMMGibbsGibbs自由能自由能 M

5、M混合热混合热 S SMM混合熵混合熵v对于极性聚合物对于极性聚合物 MM0 0 （溶解时放热）（溶解时放热）v F FMM0 00v要使聚合物溶解，必须要使聚合物溶解，必须 MM 1时时临界浓度，出现相分离的起始浓度临界浓度，出现相分离的起始浓度1/211122cxx1/2112cx212221ln(1)1RTx631/2112cx当当分子量分子量M时时， 体系处于体系处于 状态状态即即MM趋近于无穷大时的趋近于无穷大时的 温度就是临界温度温度就是临界温度T Tc c。2/1c分子量大的组分在浓分子量大的组分在浓相中所占的比例较大，相中所占的比例较大，可以用逐步降温的方可以用逐步降温的方法按

6、分子量大小分离，法按分子量大小分离，或恒温逐步加入与溶或恒温逐步加入与溶剂互溶的沉淀剂，降剂互溶的沉淀剂，降低对高分子的溶解能低对高分子的溶解能力。力。2022-1-2364作业作业1、与低分子比较，高聚物的溶解过程有何特点？、与低分子比较，高聚物的溶解过程有何特点？晶态、非晶态和交联高聚物的溶解行为有何不同？晶态、非晶态和交联高聚物的溶解行为有何不同？2、什么是高分子的理想溶液？它应符合哪些条、什么是高分子的理想溶液？它应符合哪些条件？件？3、证明：、证明：1221NNx2022-1-2365作业作业4、在、在20时，将时，将110-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯的聚甲基丙烯酸甲酯( Mn110

7、5，1.20g/cm3 )溶于溶于179g氯仿氯仿(1.49g/cm3 )中，中，试计算溶液的混合熵、混合焓和混合自由能（己知试计算溶液的混合熵、混合焓和混合自由能（己知 0.377）。）。5、什么是极性相近原则、溶剂化原则和溶度参数相近原、什么是极性相近原则、溶剂化原则和溶度参数相近原则？这三条原则有何区别和联系？则？这三条原则有何区别和联系？溶剂化原则：溶剂化原则：极性高分子溶解在极性溶剂中的过程，是极性高分子溶解在极性溶剂中的过程，是极性溶剂分子（含亲电基团或亲核基团）和高分子的极性溶剂分子（含亲电基团或亲核基团）和高分子的（亲核或亲电）极性基团相互吸引产生溶剂化作用，使（亲核或亲电）极性基团相互吸引产生溶剂化作用，使高分子溶解。高分子溶解。 2022-1-2366玻玻璃璃化化温温度度黏黏流流温温度度玻璃态：玻璃态：l 模量大，模量大，l 形变小，形变小，l 形变瞬时完形变瞬时完成，成，l 仅有链节、仅有链节、侧基运动，侧基运动，l 为塑料性状为塑料性状l 塑料、纤维塑料、纤维橡胶态：橡胶态：模量小，模量小，形变大，形变大，形变可逆，形变可逆，链段运动，链段运动，为橡胶性状为橡胶性状橡胶橡胶粘流态：粘流态：模量极小，可流动，模量极小，可流动，形变很大形变很大形变不可逆，形变不可逆，为粘性流动状为粘性流动状整个分子运动整个分子运动成型加工成型加工