高分子溶液性质.ppt

《高分子溶液性质.ppt》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、高分子溶液性质第一节概述一、高分子溶液1.高分子溶液：高聚物以分子状态分散在溶液中所形成的混合物。举例：PVC溶于THF/NR溶于甲苯2.浓溶液与稀溶液高分子溶液性质随浓度不同有很大变化，据此将高分子溶液分为浓溶液和稀溶液。稀溶液：一般认为高分子溶液的浓度在5%以下者称为稀溶液。浓溶液：指高分子溶液浓度在5%以上者，实际中应用较多。选择高分子溶液的浓度在1%以下，此时对大多数高分子溶液而言，在没有化学变化的条件下，其性质不随时间而变化。①溶液纺丝：浓度在20-30%，粘度大，稳定性差。②油漆，涂料：浓度可达60%，粘度更大。③凝胶：半固体状态。④增塑高聚物：固体状浓溶液，有一定

2、的机械强度。目前对高分子稀溶液的研究较多，已经可以用定量或半定量的规律来描述他们的性质，但对浓溶液的研究不够，而浓溶液体系在生产实践中较重要。高分子溶液与小分子溶液性质的比较①高聚物的溶解过程包括溶胀，溶解两个过程，其速度比小分子物质慢的多，溶解时间长（几天—几个星期），而且分子量增加，溶解时间增加。溶胀:溶胀是高分子聚合物在溶剂中体积发生膨胀的现象。溶解:两种以上物质混合而成为一个分子状态的均匀相的过程。②小分子溶液稳定，C增加，仍为液体，但无机械强度。大分子溶液性质随C增加变化较大，液体—>半固—>固，此时有强度。③小分子稀溶液性质接近于理想溶液大分子稀溶液性质同理想溶液相

3、比有较大偏差。高分子溶液与胶体溶液的区别①高分子溶液：是分子分散体系，是真溶液，是一个平衡体系，有一定的溶解度，符合相平衡规律，是热力学平衡体系，不会发生聚沉现象。不能透过半透膜。②胶体溶液：由分散物和分散介质组成的两相体系，是热力学不稳定体系。胶体粒子很容易结合发生聚沉现象，每一胶体粒子含有成百上千个分子。不能透过半透膜。问答题:高分子溶液的特征是什么?答案从下表的比较项目中，可看出它们的不同以及高分子溶液的特征：比较项目高分子溶液胶体溶液真溶液分散质点的尺寸大分子胶团低分子10-10～10-8m10-10～10-8m<10-10m扩散与渗透性质扩散慢，扩散慢，扩散快，不能透

4、过半透膜不能透过半透膜可以透过半透膜热力学性质平衡、稳定体系，不平衡、平衡、稳定Tyndall(丁达尔)效应较弱明显无溶液黏度很大小很小主要从热力学性质上，可以判定高分子溶液为真溶液．第二节高聚物的溶解一、高聚物溶解的特点1.特点概述由于高聚物结构的复杂性：分子量大且存在多分散性；形状有线性，支化，交联；聚集态又存在晶态和非晶态因此高聚物的溶解现象比小分子复杂的多。多分散性：聚合物通常由一系列相对分子量不同的大分子同系物组成的混合物，用以表达聚合物的相对分子量大小并不相等的专业术语叫多分散性。①高分子与溶剂分子尺寸相差大。两者的分子运动速度存在差异，溶剂分子能比较快的渗透进入高

5、聚物，而高分子向溶剂扩散速度却慢的多，结果是溶剂先进入高聚物内部，使高分子体积膨胀，即溶胀，然后是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。②溶解度反比于分子量，分子量增加，溶解度减小。③非晶态高分子结构中，由于分子堆砌较松散，分子间相互作用力较弱，因此溶剂分子比较容易进入高聚物内部使之发生溶胀，晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间作用力强，溶剂进入比较困难。非晶聚合物的无规线团模型结晶聚合物的缨状胶束模型非晶态高聚物溶解非晶态线形高聚物的溶胀和溶解过程如下：溶解过程主要包括两个阶段：①溶剂分子首先渗入高聚物内部，使高分子体积膨胀溶胀②高分子被分散在溶剂

6、中溶解。典型例子：聚苯乙烯溶于苯中。高分子溶解溶胀过程先出现溶胀，原因：1.高聚物与小分子两者分子量相差较大2.当高分子与溶剂接触的初期，高分子不会向溶剂中扩散。3.但高分子链有柔性，其链段的热运动而在空间产生空穴，这些空穴易被溶剂小分子占据，从而使高聚物产生体积增大的膨胀现象。此时，整个体系还是两相（一是含有溶剂的高分子，另一相是纯溶剂相）。随着溶胀的不断发生，高分子链间的距离不断拉长，链间作用力不断减小。当整个大分子链中的所有链段都已摆脱了相邻分子链的作用而发生了缓慢向溶剂中扩散时，整个分子链和溶剂混合，最后完成了溶解过程。非晶态高聚物的溶解速率和溶解度与分子量有关。交联高

7、聚物的溶解平衡硫化橡胶（鞋底）在汽油，苯，机油等接触时都将发生体积增大的现象。但一般不再发生溶解现象，即达到所谓的溶胀平衡。溶胀平衡：指在一定条件下（温度，压力，溶剂种类，交联密度等），由于交联键的存在，高聚物在吸入相当数量的溶剂分子之后，出现溶胀维持在一定程度而不再随时间延长而增大的现象。溶胀示意图如下：在一定条件下（温度，溶剂等），交联高聚物的溶胀程度与交联密度有关，据此可测定高聚物的交联密度。交联密度增加，溶胀能力降低，吸收溶剂少。橡皮能否溶解和熔化，为什么？提示：橡皮是交联高聚物答案