《高分子溶液》ppt课件

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1、第4章高分子溶液高分子溶液是指聚合物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合体系极稀溶液→稀溶液→亚浓溶液→浓溶液→极浓溶液和熔体分界浓度：csc*c+c**浓度范围：～10-2%～10-1%～0.5-10%～10浓和稀主要是指溶液性质而不是溶液浓度高分子溶液可按分子链形态的不同和浓度大小分为聚合物浓溶液和聚合物稀溶液。（也有分类为极稀溶液、稀溶液、亚浓溶液、浓溶液、极浓溶液和熔体）4.1高分子溶液的类型及应用极稀溶液：分子链体系是单链状态，是孤立的溶胀线团稀溶液：高分子链开始感受到其它链的相斥作用，但并没有接触，溶胀线

2、团开始收缩，尺寸减小。极稀溶液到稀溶液的分界浓度是动态接触浓度Cs亚浓溶液：高分子链开始发生接触。稀溶液到亚浓溶液的分界浓度是接触浓度C*浓溶液：链开始相互穿透，形成物理网，但链单元空间分布仍不均匀。亚浓溶液到浓溶液的分界浓度是分子链的缠结浓度C+极浓溶液：高分子链充分相互穿透，链单元空间密度达到一致。浓溶液到极浓溶液的分界浓度是C**常见的聚合物浓溶液①纺丝溶液：浓度在20-30%，粘度大，稳定性差。②油漆，涂料：浓度可达60%，粘度更大。③凝胶：半固体状态。④增塑高聚物：固体状浓溶液，有一定的机械强度。⑤能互容的高

3、聚物共混物稀溶液和浓溶液的本质区别在于稀溶液中单个大分子链线团是孤立存在的，相互之间没有交叠；而在浓厚体系中，大分子链之间发生聚集和缠结。非晶态聚合物的溶胀和溶解4.2高聚物的溶解4.2.1高聚物溶解过程的特点大分子链尺寸大，相互缠结，分子间作用力大，扩散能力弱，溶解过程相当缓慢，常常需要几小时、几天，甚至几星期溶解的两个过程（溶剂分子小，聚合物分子大）：溶胀（溶剂分子渗入到高聚物内部，使高聚物体积膨胀），溶解--无限溶胀（高分子均匀分散到溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系）溶解度与分子量：分子量大，溶解度小；分

4、子量小，溶解度大交联聚合物的溶胀平衡—有限溶胀交联聚合物只溶胀，不溶解网链尺寸大，溶剂分子小，溶剂分子也能钻入其中，使网链间距增大---溶胀；由于交联键的存在，形成三维网状结构，整个材料就是一个大分子，不能溶解；溶胀到一定程度后，就不再继续胀大，此时达到溶胀平衡，不能再进行溶解。交联度大，溶胀度（溶胀后溶胀体总体积/溶胀前高分子体积）小；交联度小，溶胀度大结晶聚合物的溶解结晶高聚物处在热力学稳定的晶相状态，所以溶解要经过两个阶段①结晶高聚物的熔融（吸热）②熔融高聚物的溶解。极性结晶聚合物，可以在室温下溶于一些强极性的溶

5、剂。这是由于溶剂先与材料中的非晶区域发生溶剂化作用，放出热量使晶区部分熔融，然后溶解。非极性高结晶度聚合物，在室温下不能溶解，往往需要将体系加热到熔点附近，使晶态转变成非晶态后才能溶解。如高密度聚乙烯PE(熔点是135℃)：120℃左右溶解在四氢萘中。溶度参数4.2.2高聚物溶解过程的热力学溶解过程是溶质和溶剂分子的混合过程，在恒温恒压下，过程能自发进行的必要条件是混合自由能ΔGm＜0式中，T是溶解温度，ΔSm和ΔHm分别为混合熵和混合热焓。热和功1.热：体系与环境之间因温度不同而交换或传递的能量称为热；表示为Q。规定

6、：体系从环境吸热时，Q为正值；体系向环境放热时，Q为负值。2.功：除了热之外，其它被传递的能量叫做功;表示为W。规定：环境对体系做功时，W为正值；体系对环境做功时，W为负值。热力学知识1.状态：表征体系性质的物理量所确定的体系存在形式。由p、V、T、n等物理量所确定下来的体系存在的形式称为体系的状态2.状态函数：确定体系状态的物理量称为状态函数3.状态函数的特点：状态函数只与体系的始态和终态有关，而与变化的过程无关p、V、T、n状态及状态函数:热力学知识通用气体常数（也叫摩尔气体常数）R通用气体常数不仅与气体状态无关，

7、与气体的种类也无关气体常数之所以随气体种类不同而不同，是因为在同温、同压下，不同气体的比容是不同的。如果单位物量不用质量而用摩尔，则由阿伏伽德罗定律可知，在同温、同压下不同气体的摩尔体积是相同的，因此得到通用气体常数R表示的状态方程式：热力学知识化学热力学的几个重要状态函数一、热力学能(内能)1.热力学能：体系内部一切能量的总和称为体系的热力学能(U)。包括分子运动的动能，分子间的位能以及分子、原子内部所蕴藏的能量。热力学知识＊U：①绝对值无法确定；②体系状态发生改变时，体系和环境有能量交换，有热和功的传递，因此可确定

8、体系热力学能的变化值。△U：体系热力学能改变量●具有加和性，与物质的量成正比。●体系与环境之间能量交换的方式●热和功的符号规定热力学知识热力学第一定律：Q、W状态（I）状态（II）U1U2U2=U1+Q+W热力学第一定律数学表达式：ΔU=U2–U1=Q+W●热力学第一定律：能量可以相互转化，转化过程中，能量的总值不变热力学知识二、