第三章 高分子的溶液性质备课讲稿.doc

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1、__________________________________________________第三章高分子的溶液性质§1引言·为什么研究？高分子溶液是科学研究和生产实践经常接触的对象；·研究高分子溶液的性质将加强我们对高分子结构与性能规律的认识。·对指导生产和发展高分子的基本理论有重要意义。高聚物溶液从广义上包括稀溶液（1%）、浓溶液（纺丝液、油漆等）、冻胶、凝胶、增塑高分子、共混高分子等粘合剂涂料溶液纺丝增塑共混一、对高分子溶液性质研究的二个方面：（1）在应用上，主要用高分子浓溶液（15％以上），对这方面的研究着重于：高分子溶液的流变性能和成型工艺的关系；（2）在基本理论上，主要用稀

2、溶液（1％或5％以下），研究着重于：l高分子间的相互作用（高分子链段间及链段与溶剂分子间）；l高分子在溶液中的形态与尺寸；l高分子溶液的热力学性质____________________________________________________________________________________________________包括溶解过程体系的焓、熵和体积变化（高分子－溶剂体系的混和热、混合熵、混合自有能），溶液渗透压等；l高分子溶液的流体力学性质（高分子溶液的沉降、扩散、粘度）l高聚物相对分子质量及其分布一、高分子溶液性质的特点（1）溶液性质受浓度的影响（动态接触浓度Cs

3、，接触浓度C*,Cs

4、解：分子堆砌松弛，分子间相互作用弱，溶剂分子易于渗入内部溶胀和溶解l具有先溶胀后溶解的特有现象（溶剂化由表及里的过程，因分子量大且分子链纠缠，溶剂小分子很快进入大分子使链段运动，但整链运动需要很长的时间）；l有限溶胀，在交联结构或不良溶剂下，则只溶胀到一定程度。几个概念：l溶剂化作用：溶质与溶剂接触时，溶剂分子对溶质分子产生相互作用，此作用大于溶质分子间内聚力时，使溶质分子彼此分离而溶解于溶剂的作用；l溶解度：分子量越大，溶解度越小；l溶胀度：交联度越大，溶胀度越小。（3）结晶聚合物的溶解：分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强。____________________________

5、________________________________________________________________________溶剂分子渗入其内部非常困难，其溶解需要以下过程。l破坏晶格非极性晶体：加热接近其熔点，如PE（135℃）溶解于十氢萘。极性晶体：在强极性溶剂中，由溶剂与非晶部分相互作用产生放热效应，从而破坏晶格，室温下也可以溶解。l溶胀，溶解，与非晶同。但，结晶度升高，溶解度下降。一、高聚物溶解过程的热力学解释（1）高聚物溶解过程的自由能变化混合自由能混和热混合熵T:溶解温度只有<0，高聚物与溶剂混合时才能溶解（自发进行）。而通常>0，溶解过程中，分子排列趋于混乱。

6、关键取决于l对极性高聚物在极性溶剂中，由于高分子与溶剂分子的强烈相互作用，溶解时放热，<0，所以<0。例如：聚酰胺室温下可溶解于甲苯酚，聚乙烯醇可溶于水；l对非极性高聚物，若不存在氢键，溶解过程一般吸热，>0，要使<0，则需

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10、例如：橡胶溶于苯吸热，但仍可自动进行。l＝0，所以<0。溶解能自动进行，如：非极性高聚物溶解于结构相似的溶剂（聚异丁烯溶于异庚烷）。(2)计算（非极性高聚物）根据经典Hildebrand溶度公式(小分子)，假定二种液体在混合时没有体积变化（＝0）则混和热为：＝式中：：混合后的总体积；，溶剂与高聚物的体积分数；__________________________

11、__________________________________________________________________________，溶剂与高聚物的溶度参数；由上式可以看出：l总是正值；l与越接近，越小；l定义：，内聚能密度的平方根（：高分子或溶剂分子之间的相互作用能力的表征）。（3）溶度参数的求法l溶剂的溶度参数的求法：由克拉贝伦方程（Clapeyron-Clausins）求得摩尔蒸发热再由