高分子溶液的相平衡ppt课件.ppt

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1、第3章高分子溶液相平衡Phaseequilibriumofpolymersolution3.3相平衡渗透平衡交联聚合物的溶胀平衡高分子溶液的相分离高分子共混物的相分离3.3.1渗透平衡Semipermeablemembrane半透膜psolutionsolvent渗透压在恒温的条件下,压力的微小变化引起的溶液化学位的变化如下:达到渗透平衡时,溶液中溶剂的化学位与纯溶剂的化学位相等(因为压力使溶液中溶剂的化学位增加)Flory-Huggins晶格模型理论结果:第二、第三Virial系数Discussion1c从纵轴的截距可求聚合物的相对分子质量从直线的斜率可计算第二维利系数Discussion2

2、ThesecondVirialcoefficientA2与c1相似，也是高分子与溶剂分子间相互作用的反映，但A2可以直接从实验中得到。它们都与高分子在溶液中的形态有密切关系。溶剂良溶剂A2=0A2>0线团扩张无扰线团劣溶剂A2<0线团紧缩c温度与A2的关系良溶剂A2>0线团扩张劣溶剂A2<0线团紧缩溶剂A2=0无扰线团对于同一高分子-溶剂体系,改变体系的温度,则有:A2T0q3.3.2相分离高分子溶液作为由聚合物和溶剂组成的二元体系,在一定条件下可分为两相,其为一相为含聚合物较少的“稀相”,另一相为含聚合物较多的“浓相”,这种现象称之为相分离对于聚合物和溶剂都确定的体系,相分离发生与否

3、同温度有关高分子溶液的温度降低到某一特定温度以下而发生相分离,该温度称为高临界共溶温度(UCST)高分子溶液的温度升高到某一特定温度以上而发生相分离,该温度称为低临界共溶温度(LCST)Tj2TwophaseLCSTOnephaseTj2UCSTTwophaseTj2TwophaseOnephaseLCSTUCSTTwophaseTwophaseOnephaseLCSTUCSTTj2热力学分析假设体系的总体积为V,格子的摩尔体积为体系是否在任何比例下皆为均匀的一相呢?如果溶解过程吸热,如果溶解过程放热,DGM/RTj201.0DGM-j2关系曲线与x和c1的大小有关,当x一定时:当c1

4、或T>TC时当c1=c1C或T=TC时当c1>c1C或Tc1C或T>1时确定q温度的另一种方法在相分离的临界状态3.3.3聚合物共混物的相分离设A、B两种高分子链中分别含有xA和xB个链段，高分子的物质的量分别为nA和nB设A、B两种高分子链段的摩尔体积相等，均为,体系的总体积为VDGM

5、/RTjA或jB01.0j’j”jajb当c1TC时当c1=c1C或T=TC时当c1>c1C或TxB

6、,SliptoBpartjAc1高分子的相对分子质量分级Dissolutionmethod溶解法Settlingmethod沉淀法Coolingmethod冷却法溶解分级沉淀分级冷却分级Discussion2(1)c1C随试样的分子量的增大而减小(2)高分子的xA和xB都很大,c1C值很小(3)对于大多数高分子共混物,c1>c1C,它们是不相容的增容的方法(1)原位增容Nylon/PPMAHgraftedintoPP(2)加入第三组分PS/PMMAPS-b-PMMAPS/NylonPS-g-PEOPE/PPEPRDiscussion3相分离机理jAorjBc1j’j”jajbDGMjAorjB

7、(1)旋节线机理ja