化工热力学第三版课件教学课件 作者 陈钟秀 顾飞燕 胡望明 编著8 高分子体系的热力学性质.pptx

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1、8高分子体系的热力学性质化工热力学高分子溶液的热力学模型8.2高分子化合物的溶解8.3高分子化合物的特点8.18高分子体系的热力学性质高分子体系的相平衡8.4高分子膜和凝胶8.5聚合反应的热力学特征8.68.1高分子化合物的特点①高分子化合物通常由数目巨大（数量级）的结构单元聚合而成，且由于聚合反应过程的统计特性，在相对分子质量、单元键合顺序、共聚物的组成及序列结构等方面都存在不均一性；②高分子化合物可以只含有同种结构单元（均聚物），也可以包含几种结构单元（共聚物）；分子链的几何形态可以是线形，也可以是分支或网状结构，分子链之间存在很强的相互作用；8.1高分子化合物的特点

2、③高分子链具有内旋转自由度，可以使分子链弯曲而具有柔性；由于分子热运动，分子链形状不断改变，形成许多不同的空间构型；④高分子化合物的聚集态有晶态、非晶态、液晶态等，还可以通过物理混合和共聚改性的方法形成多相结构。8.2高分子溶液的热力学模型12Flory-Huggins晶格模型理论高分子稀溶液理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论Flory-Huggins的晶格模型基于以下假设。①高分子溶液中，分子的排列构象与晶体一样，是晶格紧密堆砌。②所有高分子具有相同的聚合度；高分子链形成的所有构象具有相同的能量。③溶液中高分子链节均匀分布，即链节占有任一格子的概率相等

3、。8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论（1）高分子溶液的混合熵根据统计力学可知体系的熵与体系微观状态数Ω有如下关系第一个高分子的总放法Ω1为最终得到第j+1个高分子在N-mj个空格内的放法为8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论若假定Z近似等于Z－１，则上式可写成个高分子在N个格子中放置方法的总数为溶液的熵值为利用Stirling公式，简化上式得8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论因混合前，所以将式（8-6）、式（8-8）及代入式（8-7）整理得8.2.1Flory-Huggins晶格模型理

4、论如果用物质的量代替分子数N，式（8-9）变为对于多分散性的高分子溶液，其混合熵为8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论（2）高分子溶液的混合焓。能量的变化为混合前后总能量变化为8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论高分子溶液的混合焓为8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.1Flory-Huggins晶格模型理论8.2.2高分子稀溶液理论8.2.

5、2高分子稀溶液理论8.2.2高分子稀溶液理论8.2.2高分子稀溶液理论8.2.2高分子稀溶液理论8.2.2高分子稀溶液理论8.3高分子化合物的溶解12溶解过程特点溶解过程热力学分析3溶剂的选择和评价8.3.1溶解过程特点首先，高分子化合物的溶解过程比较缓慢。其次，高分子化合物在溶解前都有一个溶胀阶段。同样条件下，高分子化合物的溶解度与相对分子质量有关。高分子化合物的聚集态也影响到溶解度。8.3.2溶解过程热力学分析8.3.2溶解过程热力学分析小分子化合物的溶解度参数值用该化合物的汽化热计算此外，高分子化合物的溶解度参数还可以从重复单元中各基团的摩尔引力常数F值来估算8.3

6、.2溶解过程热力学分析8.3.2溶解过程热力学分析8.3.2溶解过程热力学分析8.3.2溶解过程热力学分析8.3.3溶剂的选择和评价（1）极性相似原则（2）溶剂化原则（3）溶解度参数相近原则（4）Huggins参数判断原则8.3.3溶剂的选择和评价8.4高分子体系的相平衡12高分子溶液的渗透压高分子溶液的相分裂3高分子化合物的共混8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.1高分子溶液的渗透压8.4.2高分子溶液的

7、相分裂由高分子化合物和溶剂组成的二元体系，像小分子溶液一样，在一定温度、压力下，溶液稳定的条件是8.4.2高分子溶液的相分裂8.4.2高分子溶液的相分裂8.4.2高分子溶液的相分裂8.4.2高分子溶液的相分裂8.4.2高分子溶液的相分裂*8.4.3高分子化合物的共混8.5高分子膜和凝胶12无孔膜高分子凝胶8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.1无孔膜8.5.2高分子凝胶8.5.2高分子凝胶8.5.2高分子凝胶8.5.2高分子凝胶8.5.2高分子凝