高分子溶液ppt课件.ppt

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1、第3章高分子溶液PolymerSolutionWhatispolymersolution?高聚物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相体系称为高分子溶液。Whytostudypolymersolution?在理论研究方面:高分子溶液是研究单个高分子链结构的最佳方法在实际应用方面:粘合剂涂料溶液纺丝高分子溶液①极稀溶液——浓度低于1％属此范畴，②稀溶液——浓度在1％～5%。高分子溶液热力学性质：高分子－溶剂体系的混合热、混合熵、混合自由能；热力学稳定体系，动力学性质：高分子溶液的沉降、扩散、粘度；性质不随时间变化，粘度小。聚合物的分子量和分子量分布；高分子在溶液

2、中的形态和尺寸、高分子的相互作用。分子量的测定一般用极稀溶液。③浓溶液——浓度>5%，如：油漆（60％），涂料，胶粘剂，纺丝液（10～15％左右，粘度大），制备复合材料用到的树脂溶液（电影胶片片基），高聚物/增塑剂浓溶液等。着重于研究应用，如高分子溶液的流变性能与成型工艺的关系等。HOWtostudypolymersolution?聚合物的溶解过程溶剂的选择溶解状态溶解热力学非晶态聚合物的溶胀和溶解聚合物溶解过程分两步进行：首先溶胀，然后溶解。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，使高分子体积膨胀-溶胀。高分子被分散在溶剂中，整个高分子

3、和溶剂混合-溶解。溶解度与分子量和温度有关。3.1聚合物的溶解交联聚合物的溶胀平衡交联聚合物只能发生溶胀，不能发生溶解。交联聚合物在溶剂中可以发生溶胀，但是由于交联键的存在，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。交联度越大，溶解度越小。结晶聚合物的溶解结晶聚合物的溶解难于非晶态聚合物的溶解。溶解有两个过程：首先吸热，分子链开始运动，晶格被破坏。然后被破坏晶格的聚合物与溶剂发生作用，同非晶聚合物一样，先发生溶胀，再溶解。极性结晶聚合物，在适宜的强极性溶剂中往往在室温下即可溶解。聚酰胺(PA)可溶于甲酸、冰醋酸、浓硫酸、苯酚、甲醇

4、；聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)可溶于苯酚/四氯乙烷、间甲酚。非极性结晶聚合物，溶解往往需要将体系加热到熔点附近。高密度聚乙烯PE(熔点是135℃)：120℃左右溶解在四氢萘中间同立构聚丙烯PP(熔点是134℃)：130℃溶解在十氢萘中溶解与结晶度有关，结晶度越大，溶解度越小3.1.2.溶解过程的热力学分析聚合物的溶解过程就是高分子与溶剂相互混合的过程溶解自发进行的必要条件溶解过程中因此，是否能溶取决于HM(a)极性高聚物溶于极性溶剂中，如果有强烈相互作用，一般会放热，HM<0,从而溶解过程自发进行。(b)大多数高聚物溶解时，HM>0,从而溶解过程能

5、自发进行，取决于HM和TSM的相对大小HM0②δ1和δ2越接近，∆H越小，则越能满足的条件，能自发溶解溶度参数d的测定溶胀法粘度法浊度滴

6、定法摩尔引力常数直接估算法dQdpdp[h]d估算d——摩尔引力常数FSmall将溶度参数与其化学结构联系起来,由聚合物的重复单元中各基团的摩尔引力常数F来计算。（F查表得到）303.4303.426965.5668.2r=1.19g/cm3V——重复单元的摩尔体积M0——重复单元的分子量Ρ——密度F=269+65.6+668.2+303.4*2=1609.6V=M/=(5C+2O+8H)/1.19=100/1.193.1.3.溶剂的选择溶剂选择有三个原则：极性相似原则溶度参数相近原则溶剂化原则★注意三者相结合进行溶剂的选择极性大的溶质溶于极性大的溶剂

7、；极性小的溶质溶于极性小的溶剂，溶质和溶剂的极性越相近，二者越易溶。PE/十氢萘，尼龙/H2SO440％PMMA（极性）：溶于丙酮（极性）PVA(极性)：溶于水和乙醇中（极性）PAN（强极性）：溶于DMF，乙腈（强极性）天然橡胶（非极性）：溶于汽油，苯，己烷，石油醚（非极性溶剂）PS（弱极性）：溶于甲苯，氯仿，苯胺（弱极性）和苯（非极性）(一)“极性相近”原则(二)“内聚能密度或溶度参数相近”原则Hildebrand公式只适用于非极性的溶质和溶剂的互相混合1、非极性的非晶态聚合物与非极性溶剂混合，聚合物与溶剂的ε或δ相近，易相互溶解；2、非极性的结晶聚合物

8、在非极性溶剂中的互溶性，必须在接近Tm温度，才能使用溶度参数相近原