高分子物理第5章 聚合物的溶液性质ppt课件.ppt

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1、第五章聚合物的溶液性质PolymerSolutionsProperties5.1概述Summarization研究的内容聚合物溶液的特点研究的意义ResearchContentsTheCharacteristicsofPolymerSolutionsResearchSignificance1.研究的内容ResearchContents①聚合物溶液的类型聚合物和聚合物组成的溶液聚合物和小分子溶剂组成的溶液②研究的内容聚合物与小分子溶剂组成的溶液热力学性质动力学性质光学性质ThermodynamicPropertiesDyna

2、micalPropertiesOpticalProperties2.聚合物溶液的特点TheCharacteristicsofPolymerSolutions①与小分子溶液共同的特征溶解是自发进行的溶液都是热力学稳定体系，真溶液平衡态具有可逆性，服从相平衡规律②与小分子溶液的区别A.溶解过程不同聚合物溶于小分子溶剂分两个阶段：溶剂分子进入聚合物与高分子链段结合—“溶胀”高分子链中所有链段摆脱其它高分子的相互用，高分子向溶剂中扩散运动—“溶解”溶液。B.溶解度与分子量有关同一种聚合物，分子量大的溶解度小，分子量小的溶解度大。E

3、.偏离理想溶液性质的程度聚合物稀溶液热力学性质偏离理想溶液的程度比小分子稀溶液的大。D.粘度同浓度的聚合物溶液粘度比小分子溶液的大。F.一般的聚合物浓溶液可以抽丝、成膜C.溶解度与结晶聚合物结晶度有关3.研究的意义ResearchSignificance①具有重要的科学意义聚合物分子量的测定、分子量分级及分子量分布的测定、高分子构象的表征、高分子支化等结构与性能关系的研究，都是利用高分子稀溶液的有关性质进行的。②具有重要的实际意义油漆、粘合剂、纺丝液、塑料的增塑、橡胶的充油等，是利用聚合物浓溶液；有些聚合物的制备、化学改性

4、是在溶液中进行的。如PVACPVA5.2聚合物溶液的制备ThepreparationofPolymerSolutions1.溶度参数相近相溶原理①溶度参数SolubilityParameter聚合物溶于小分子溶剂中，溶解自发进行的必要条件（等温、等压）是：要满足△GM<0,应该是△HM越小越好。△SM>0HildebrandEquation溶液总体积溶剂、溶质体积分数溶剂、溶质内聚能密度定义物质内聚能密度的平方根为溶度参数，δ物理意义溶质、溶剂的溶度参数越接近，相容性越好。②溶度参数的测求小分子物质δ测求—Clapeyro

5、nEquation求出摩尔汽化热MolarHeatofVaporization——热力学第一定律求出摩尔汽化能MolarVaporizationEnergy即摩尔内聚能MolarCohesiveEnergy聚合物δ测求将待测的聚合物分别溶于不同δ1的溶剂中，在同样的条件下，测定各溶液的特性粘数[η]，作[η]与δ1关系曲线，[η]极大值对应的δ1就是聚合物的δ2。—相对法粘度法溶胀法将待测的聚合物进行交联，在相同的条件下置于不同的溶剂中作溶胀试验，测出在各种不同δ1溶剂中的平衡溶胀度，以平衡溶胀度对δ1作图，平衡溶胀度极大

6、值时对应的δ1就是δ2。浊度法聚合物＋溶剂δ1溶液＋溶剂聚合物刚析出>δ1溶液＋溶剂聚合物刚析出<δ1按Φ1δ1＋Φ1’δ1’δ2的上限值按Φ1δ1＋δ2的下限值δ2的上限值与δ2的下限值的平均值δ2计算法A、由高分子的重复单元中各基团摩尔相互作用常数计算Ei—重复单元基团或原子的摩尔相互作用常数B、由摩尔吸引常数计算Small把组合量(E·V)1/2=F称为摩尔吸引常数，并认为重复单元吸引常数具有加和性。③溶剂的选择SolventSelection非极性非结晶聚合物考虑溶剂极性的强弱如PS(δ2=9.1)能溶于顺二氯乙烯

7、(δ1=9.7)而不溶于丙酮(δ1=10.0)非极性结晶聚合物溶度参数相近相容原则常温下聚合物不溶于与之溶度参数相近的溶剂中,要加热到T≥0.9Tm才可溶。但是极性聚合物溶度参数相近相容原则聚合物的亲电(亲核)性与溶剂的亲核(亲电)性应该相匹配PC(δ2=9.5)二氯甲烷(δ1=9.7)但要考虑①PVC(δ2=9.7)环己酮(δ1=9.9)-2溶剂、聚合物能否形成氢键及相对强弱常见亲电子基团:—SO2OH>—COOH>—C6H4OH>=CHCN>=CHNO2>=CHONO2>—CH2Cl>=CHCl常见亲核基团:—CH2N

8、H2>—C6H4NH2>CON(CH3)2>—CONH—>CH2COCH2>>—CH2COOCH2—>－CH2OCH2—如PANδ2＝14.1苯酚δ1＝14.5二甲基甲酰胺δ1＝12.1有的聚合物溶于两种溶剂，但不溶于两种溶剂的混合液。如聚丙烯腈可溶于二甲基甲酰胺，也溶于丙二腈，但不溶于二者的混合溶剂。