高分子溶液性质课件.ppt

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1、第八章高聚物的溶液性质及其应用概述1.高分子溶液的概念2.研究高分子溶液的意义3.高分子溶液有哪些特点高聚物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合物,热力学上稳定的二元或多元体系.1.高分子溶液的概念（1）未硫化NR+汽油，苯，甲苯（2）HDPE+四氢萘加热Tm=137℃（3）聚乙烯醇+水，乙醇例如:2.研究高分子溶液理论的意义高分子溶液是人们在生产实践和科学研究中经常遇到的对象溶液稀溶液C<1%(重量浓度)分子量测定1%浓溶液C>15%纺丝---油漆,涂料---胶粘剂---增塑的塑料稀溶液和浓溶液的本质区别在于稀溶液

2、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。稀溶液理论研究比较成熟,具有重要理论意义,主要用于加强结构、结构与性能基本规律的认识.主要包括:（1）热力学性质的研究（△Sm△Hm）（2）动力学性质的研究（溶液的沉降，扩散，粘度等）（3）研究高分子在溶液中的形态尺寸（柔顺性，支化情况等）研究其相互作用（包括高分子链段间，链段与溶剂分子间的相互作用）（4）测量分子量，分子量分布，测定内聚能密度，计算硫化胶的交联密度等。浓溶液的工业用途纤维工业中的溶液纺丝橡、塑工业中---增塑

3、剂油漆，涂料，胶粘剂的配制熔融锦纶涤纶溶液腈纶----聚丙烯腈氯纶PVC+邻苯二甲酸二辛酯新型—聚氨酯高分子浓溶液和稀溶液之间并没有一个绝对的界线。判定一种高分子溶液属于稀溶液或浓溶液，应根据溶液性质，而不是溶液浓度高低。3.高分子溶液的特点由于高分子的大分子量和线链型结构特征使得单个高分子线团体积与小分子凝聚成的胶体粒子相当（10-7~10-5），从而有些行为与胶体类似。高分子溶液在行为上与小分子溶液有很大的差别其原因：历史上长期以来，很长一个时期曾一直错误地认为高分子溶液是胶体分散体系。（小分子的缔合体）经反复研究

4、得出最终的结论证明高分子浓溶液与胶体有本质区别。这点对高分子科学的发展进程有重要意义，拨开迷雾，人们认识到高聚物是一种新的物质，不同于小分子，不是小分子的缔合体。①高分子溶解是自发的；而胶体溶解需要一定的外部条件，分散相和分散介质通常没有亲和力。②高分子溶解—-沉淀是热力学可逆平衡；胶体则为变相非平衡，不能用热力学平衡，只能用动力学方法进行研究。③高分子溶液的行为与理想溶液的行为相比有很大偏离。原因：高分子溶液的混合熵比小分子理想溶液混合熵大很多。它们之间的区别是：例5%的NR+苯为冰冻状态原因：高分子链虽然被大量溶剂

5、包围，但运动仍有相当大的内摩擦力。⑤溶液性质有在分子量依赖性，而高分子的分子量多分散性，增加了研究的复杂性。⑥高分子溶解过程比小分子缓慢的多。④高分子溶液的粘度比小分子纯溶液要大得多，浓度1%~2%的高分子溶液粘度比纯溶剂大0.25~0.5%粘度为纯溶剂的15~20倍。第一节高分子材料的溶解和溶胀溶解溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀混合成为分子分散的均相体系。由于高分子结构的复杂性①分子量大且具多分散性②分子的形状有线型、支化、交联③高聚物聚集态晶态非晶态极性非极性因此高分子溶解比小分子要复杂得多。（一）聚合物溶解过

6、程的特点1.溶解过程缓慢，且先溶胀再溶解2.非晶态聚合物比结晶聚合物易于溶解3.交联聚合物只溶胀，不溶解181、溶解过程缓慢，且先溶胀再溶解由于大分子链与溶剂小分子尺寸相差悬殊，扩散能力不同，加之原本大分子链相互缠结，分子间作用力大，因此溶解过程相当缓慢，常常需要几小时、几天，甚至几星期。溶胀现象溶解过程一般为溶剂小分子先渗透、扩散到大分子之间，削弱大分子间相互作用力，使体积膨胀，称为溶胀。然后链段和分子整链的运动加速，分子链松动、解缠结；再达到双向扩散均匀，完成溶解。为了缩短溶解时间，对溶解体系进行搅拌或适当加热是有

7、益的。2、结晶聚合物比非晶态聚合物难于溶解非晶态聚合物分子链堆砌比较疏松，分子间相互作用较弱，因此溶剂分子较容易渗入聚合物内部使其溶胀和溶解。通常需要先升温至熔点附近，使晶区熔融，变为非晶态后再溶解。结晶聚合物的晶区部分分子链排列规整，堆砌紧密，分子间作用力强，溶剂分子很难渗入其内部，因此其溶解比非晶态聚合物困难。结晶高聚物非晶态溶胀溶解极性有时室温下可溶于强极性溶剂，例如聚酰胺室温下可溶于苯酚-冰醋酸混合液。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。结晶聚合物极性非极性非极性室

8、温时几乎不溶解，需要升高温度甚至升高到Tm附近，使晶态转变成非晶态，进而溶胀溶解。3、交联聚合物只溶胀，不溶解交联聚合物分子链之间有化学键联结，形成三维网状结构，整个材料就是一个大分子，因此不能溶解。但是由于网链尺寸大，溶剂分子小，溶剂分子也能钻入其中，使网链间距增大，体积膨胀材料（有限溶胀）。根据最大平衡溶胀度，可以求出交联高聚