高分子材料结构与性能.ppt

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1、第三节高分子材料结构与性能3.3.1高分子链的尺寸一、化学尺寸二、物理尺寸一、平均分子量平均分子量数均分子量重均分子量Z均分子量粘均分子量渗透压法端基滴定法光散射法超离心沉降法黏度法①数均分子量又称为线均分子量N1N2N3l1l2l3令则渗透压与数均分子量OsmoticpressurePuresolventSolutionSemipermeablemembrane②重均分子量又称为面均分子量N1N2N3l1l2l32光散射法测重均分子量原理的推导透射光检测器样品池入射光I0I其中：K为浊度,K增加则I减小K=K0MC浓度分子量当有很

2、多高分子链时光散射法测试中高分子链是以自身所占有的面积以阻挡光线,所以测得的是面均分子量,即重均分子量③Z均分子量又称为体均分子量N1N2N3l1l2l3超离心沉降法测Z均分子量原理的推导r不同质量的分子链沿r分布:上式积分得式中K反映了分子链被离心出来的趋势,与分子量,溶液浓度和分子固有密度相关M分子量越大越易被离心浓度越大被离心的越多高分子自身密度越大越易被离心通式α=1一维α=2二维α=3三维举例有100个箱子，每个箱重200公斤，则平均重量为200公斤。现换90个为小箱子，每个小箱重2公斤数均分子量来看：重均分子量来看：数均分

3、子量减少的量比重均分子量减少的量要大得多材料的重要强度由重均分子量起作用材料的流动性由数均分子量起作用材料的力学性能材料的加工性能有适当的分子量分布粘度计法测粘均分子量原理的推导有关几个粘度的概念:相对粘度溶液粘度溶剂粘度增比粘度比浓增比粘度比浓对数粘度④粘均分子量特性粘度C0此经验公式称为Mark-Houwin非线性方程，只要知道了参数K和α值，即可根据所测得粘度值[η]计算式样的粘均分子量实验证明，当聚合物、溶剂和温度确定以后，粘度的值[η]只由分子量M决定，即：为什么粘度法测得的分子量为粘均分子量呢？请看下面证明所以说，粘度法测

4、定的分子量为粘均分子量特性粘度的测定采用乌氏粘度计动力学体积动力学半径如同M（人+棉衣）=M（人）同时游泳，由于穿棉衣的人吸水多而活动不自由，即穿棉衣的动力学体积/半径大，其特性粘度大所以特性粘度测的是溶解得好的高分子量的分子量高刚性链高柔性链聚合物在Θ溶剂中α=0.5[η]不良溶剂良溶剂T溶液粘度随温度的变化分子链一部分链段与溶剂结合，另一部分被溶剂溶解，温度升高后线团结构被溶剂溶胀而变大，则[η]增加在良溶剂中，温度升高，分子链活动更加容易，分子链更加柔顺，易于形成团状从而易于流动，则[η]减小什么是Θ溶液,有什么特点?Θ溶液非Θ

5、溶液链段间高度排斥链段间高度吸引介于之间为溶剂链段与链段间吸引占优势链段与链段间排斥占优势在一定条件下:溶剂对链段的吸引=链段对另一链段的排斥这时为Θ溶液,Θ溶液中链段和溶剂分子间可以自由交换位置排斥吸引r高分子线团在溶剂中运动完全自由,不受任何影响与高斯链的区别在于:Θ溶液中链段之间存在吸引和排斥两种作用,且链段有一定体积。Θ溶液的特点:(1)即使溶液浓度较高时体系黏度依然很低（比如涂料的制造就是依据这个原理）(2)随温度升高体系黏度迅速增大具有温敏性特征（所以涂料不适宜高温下使用）作业设计分子量分布