三章节高分子溶液

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1、第三章第三章 高分子溶液高分子溶液 第一节第一节 概述概述第二节第二节 高聚物的溶解高聚物的溶解 1-1 溶解过程溶解过程 1-2 溶剂的选择溶剂的选择第三节第三节 高分子溶液的热力学高分子溶液的热力学 2-1 理想溶液热力学理想溶液热力学 2-2 高分子溶液与理想溶液的偏差高分子溶液与理想溶液的偏差 2-3 高分子溶液理论高分子溶液理论徘喷等致撑同离迫惜真珠嘻噶祁商孤珍滁定蛔汞捻漫敖移苔涉茶手烹耶挖三章节高分子溶液三章节高分子溶液第一节第一节 概述概述一.重要性重要性重要性重要性高分子溶液是生产实践和科学研究均要碰到的问题高分子溶液是生产实践和科学研究均要碰到的问题高分子溶液是生产实践和科学

2、研究均要碰到的问题高分子溶液是生产实践和科学研究均要碰到的问题生产实践中:生产实践中:生产实践中:生产实践中:浓溶液浓溶液浓溶液浓溶液油漆,涂料,胶粘剂,纺丝液,制备油漆,涂料,胶粘剂,纺丝液,制备油漆,涂料,胶粘剂,纺丝液,制备油漆,涂料,胶粘剂,纺丝液,制备复合材料用到的树脂溶液(电影胶片片基),高聚复合材料用到的树脂溶液(电影胶片片基),高聚复合材料用到的树脂溶液(电影胶片片基),高聚复合材料用到的树脂溶液(电影胶片片基),高聚物物物物/增塑剂浓溶液等。增塑剂浓溶液等。增塑剂浓溶液等。增塑剂浓溶液等。稀溶液稀溶液稀溶液稀溶液分子量测定及分子量分级(分布)用分子量测定及分子量分级(分布)用

3、分子量测定及分子量分级(分布)用分子量测定及分子量分级(分布)用到的稀溶液。到的稀溶液。到的稀溶液。到的稀溶液。的封速衡下庙葫亩礁址尾筒柿假莆酞栗狮暇雀耽汉狗你步萝断饮伞奥贿到三章节高分子溶液三章节高分子溶液第一节第一节 概述概述科学研究中:科学研究中:科学研究中:科学研究中:由于由于由于由于高分子稀溶液是处于热力学平衡态的真溶液高分子稀溶液是处于热力学平衡态的真溶液高分子稀溶液是处于热力学平衡态的真溶液高分子稀溶液是处于热力学平衡态的真溶液,所,所,所,所以可以用热力学状态函数来描述,因此高分子稀溶液以可以用热力学状态函数来描述,因此高分子稀溶液以可以用热力学状态函数来描述,因此高分子稀溶液

4、以可以用热力学状态函数来描述,因此高分子稀溶液已被广泛和深入的研究过,也是高分子领域中理论比已被广泛和深入的研究过,也是高分子领域中理论比已被广泛和深入的研究过,也是高分子领域中理论比已被广泛和深入的研究过,也是高分子领域中理论比较成熟的一个领域,已经取得较大的成就。通过对高较成熟的一个领域,已经取得较大的成就。通过对高较成熟的一个领域,已经取得较大的成就。通过对高较成熟的一个领域,已经取得较大的成就。通过对高分子溶液的研究,可以帮助了解高分子的化学结构,分子溶液的研究,可以帮助了解高分子的化学结构,分子溶液的研究,可以帮助了解高分子的化学结构,分子溶液的研究,可以帮助了解高分子的化学结构,构

5、象,分子量,分子量分布;利用高分子溶液的特性构象,分子量,分子量分布;利用高分子溶液的特性构象,分子量,分子量分布;利用高分子溶液的特性构象,分子量,分子量分布;利用高分子溶液的特性(蒸汽压,渗透压,沸点,冰点,粘度,光散射(蒸汽压,渗透压,沸点,冰点,粘度,光散射(蒸汽压,渗透压,沸点,冰点,粘度,光散射(蒸汽压,渗透压,沸点,冰点,粘度,光散射等),建立了一系列高分子的测定手段,这在高分子等),建立了一系列高分子的测定手段,这在高分子等),建立了一系列高分子的测定手段,这在高分子等),建立了一系列高分子的测定手段,这在高分子的研究工作和生产质量控制上都是必不可少的手段。的研究工作和生产质量

6、控制上都是必不可少的手段。的研究工作和生产质量控制上都是必不可少的手段。的研究工作和生产质量控制上都是必不可少的手段。逝柯簧痢射存蕴丈奄鸥报狰便岭还滞饮瑞旬鳞宜兹揩辈藏泥呆恢绿甲踪棠三章节高分子溶液三章节高分子溶液第一节第一节 概述概述二.分类分类分类分类极稀溶液极稀溶液极稀溶液极稀溶液浓度低于浓度低于浓度低于浓度低于1属此范畴,热力学稳属此范畴,热力学稳属此范畴,热力学稳属此范畴,热力学稳定体系,性质不随时间变化,粘度小。分子量的测定体系,性质不随时间变化,粘度小。分子量的测定体系,性质不随时间变化,粘度小。分子量的测定体系,性质不随时间变化,粘度小。分子量的测定一般用极稀溶液。定一般用极稀

7、溶液。定一般用极稀溶液。定一般用极稀溶液。稀溶液稀溶液稀溶液稀溶液浓度在浓度在浓度在浓度在15%。浓溶液浓溶液浓溶液浓溶液浓度浓度浓度浓度5% ,如:纺丝液(,如:纺丝液(,如:纺丝液(,如:纺丝液(1015左右,粘度大);油漆(左右,粘度大);油漆(左右,粘度大);油漆(左右,粘度大);油漆(60);高分子高分子高分子高分子/增塑剂体增塑剂体增塑剂体增塑剂体系(更浓,半固体或固体)。系(更浓,半固体或固体)。系(更浓,半固体或固体)。系(更浓,半固体或固体)。诬饮血氢拂恐澄砒矢豌位君衰颗佯煞哇髓龚晋绊某你谬阅枣印韧呼浑坛依三章节高分子溶液三章节高分子溶液第二节第二节 高聚物的溶解高聚物的溶解

8、1 溶解过程溶解过程1-1 溶解的特点溶解的特点由于高聚物的结构复杂,分子量大,具有多由于高聚物的结构复杂,分子量大,具有多分散性,形状多样(线,支化,交联),聚分散性,形状多样(线,支化,交联),聚集态不同(结晶态,非晶态),所以溶解的集态不同(结晶态,非晶态),所以溶解的影响因素很多,溶解过程比小分子固体复杂影响因素很多,溶解过程比小分子固体复杂的多。的多。划烟详素躁贴习曼破滤蒸芥状寐显轨毡悦樱樊丝勋会双澜咕颓科些轮焕下三章节高分子溶液三章节高分子溶液溶解两个过程溶解两个过程(溶剂分子小,聚合物分子大溶剂分子小,聚合物分子大) 溶胀溶胀(溶剂分子渗入到高聚物内部,使高聚物体(溶剂分子渗入到

9、高聚物内部,使高聚物体积膨胀),积膨胀),溶解溶解(高分子均匀分散到溶剂中,形(高分子均匀分散到溶剂中,形成完全溶解的分子分散的均相体系)成完全溶解的分子分散的均相体系)溶解度与分子量溶解度与分子量 分子量大,溶解度小;分子量小,溶解度大(对分子量大,溶解度小;分子量小,溶解度大(对于交联高聚物:交联度大,溶胀度小;交联度小,于交联高聚物:交联度大,溶胀度小;交联度小,溶胀度大)溶胀度大) 溶解与聚集态有关溶解与聚集态有关 非晶态较易溶解(分子堆砌较松散,分子间力较非晶态较易溶解(分子堆砌较松散,分子间力较小)晶态态难溶解(分子排列规整,堆砌紧密)小)晶态态难溶解(分子排列规整,堆砌紧密) 结

10、晶高聚物溶解与高聚物的极性有关结晶高聚物溶解与高聚物的极性有关捧鬃邯匆缚钨捕辆排障槛灿窝脐欺衣盼破栓医蜂雌呻阶石滨考臂阉焰啪重三章节高分子溶液三章节高分子溶液1-2 非晶高聚物的溶胀与溶解非晶高聚物的溶胀与溶解溶胀又分为两种:溶胀又分为两种: 无限溶胀:线型聚合物溶于良溶剂中,能无无限溶胀:线型聚合物溶于良溶剂中,能无限制吸收溶剂,直到溶解成均相溶液为止。所限制吸收溶剂,直到溶解成均相溶液为止。所以溶解也可看成是聚合物无限溶胀的结果。以溶解也可看成是聚合物无限溶胀的结果。例:天然橡胶在汽油中;例:天然橡胶在汽油中;PS在苯中在苯中有限溶胀:对于交联聚合物以及在不良溶剂有限溶胀:对于交联聚合物以

11、及在不良溶剂中的线性聚合物来讲,溶胀只能进行到一定程中的线性聚合物来讲,溶胀只能进行到一定程度为止,以后无论与溶剂接触多久,吸入溶剂度为止,以后无论与溶剂接触多久,吸入溶剂的量不再增加,而达到平衡,体系始终保持两的量不再增加,而达到平衡,体系始终保持两相状态。用相状态。用溶胀度溶胀度Q(即溶胀的倍数)表征这(即溶胀的倍数)表征这种状态,用平衡溶胀法测定之种状态,用平衡溶胀法测定之缕仓圣人跑毁羞育洱登曲指柳聘公误窝崭烷在抛捐咨邪岂圃吩孜另靛妹溉三章节高分子溶液三章节高分子溶液溶胀度溶胀后溶胀体总体积溶胀度溶胀后溶胀体总体积/溶溶胀前高分子体积胀前高分子体积 W1溶胀体内溶剂的重量W2溶胀体内聚合

12、物的重量 溶剂的密度 溶胀前聚合物的密度Q 溶胀度胰呀洼浩骋印谴糊灯伺诺顺娜婿刹当菌又刃流潜逻塔斩漂权暑肄梯峡蚜熙三章节高分子溶液三章节高分子溶液由上式可见:溶胀度等于溶质体积分数的由上式可见:溶胀度等于溶质体积分数的倒数。倒数。 即:即: 聚合物在溶胀体中的体积分数聚合物在溶胀体中的体积分数 高物实验:将称量后的交联聚合物放到一高物实验:将称量后的交联聚合物放到一系列不同溶剂中去,让它在恒温下充分溶系列不同溶剂中去,让它在恒温下充分溶胀,达到平衡时对溶胀体称重,可求出聚胀,达到平衡时对溶胀体称重,可求出聚合物在各种溶剂中的溶胀度。合物在各种溶剂中的溶胀度。 吕尼骏敝夯寇洪迷帽丸裁线柿皋谣系峰

13、惫稿感詹兰柄茄苛口滇惟起饱雅檀三章节高分子溶液三章节高分子溶液溶胀度法求交联度溶胀度法求交联度溶胀度与交联度有如下的关系:溶胀度与交联度有如下的关系: 定性:交联度大的,溶胀度小;交联定性:交联度大的,溶胀度小;交联度小的,溶胀度就大。度小的,溶胀度就大。 定量:相邻两个交联点间的链的平均定量:相邻两个交联点间的链的平均分子量分子量 来表征交联度,称为有效链来表征交联度,称为有效链平均分子量。平均分子量。 大,交联度小;大,交联度小; 小,小,交联度大。交联度大。裤绍坚扣珠厦亭乓米就钎恼撤饮瞳掣孔狐炯则淆歹毙葬垂迅谆悸辅屁讶域三章节高分子溶液三章节高分子溶液溶胀度溶胀度Q与与 之间的关系(也就

14、是之间的关系(也就是溶胀度与交联度的关系)溶胀度与交联度的关系)由上式,从由上式,从由上式,从由上式,从Q可求出已知可求出已知可求出已知可求出已知1的高聚物的的高聚物的的高聚物的的高聚物的 。或已。或已。或已。或已知可知可知可知可 求出高分子与其它溶剂的相互作用参数求出高分子与其它溶剂的相互作用参数求出高分子与其它溶剂的相互作用参数求出高分子与其它溶剂的相互作用参数1 。 聚合物在溶胀体中的体积分数聚合物在溶胀体中的体积分数 聚合物溶胀前的密度聚合物溶胀前的密度V1 溶剂的摩尔体积溶剂的摩尔体积1高分子与溶剂间的相互作用参数高分子与溶剂间的相互作用参数嗽职卧冻氏速召抛及淹猴邯忽渭皖甭掣肝喷灾耻

15、葡蠕蕾劈芜侨邱惑域象吗三章节高分子溶液三章节高分子溶液1-1-3 结晶聚合物的溶解结晶聚合物的溶解1.特点特点 热力学稳定相态,分子链排列紧密、规整,热力学稳定相态,分子链排列紧密、规整,分子间作用力大,所以溶解要比非晶聚合分子间作用力大,所以溶解要比非晶聚合物困难得多。物困难得多。 溶解有两个过程:首先吸热,分子链开始溶解有两个过程:首先吸热,分子链开始运动,晶格被破坏。然后被破坏晶格的聚运动,晶格被破坏。然后被破坏晶格的聚合物与溶剂发生作用,同非晶聚合物一样,合物与溶剂发生作用,同非晶聚合物一样,先发生溶胀,再溶解。先发生溶胀,再溶解。茂掠头界侄洋治茹吾恍时诚柱堂摊视贸恤摩袭佰肾音掸缚化创

16、趴雏顷披岔三章节高分子溶液三章节高分子溶液2. 非极性结晶聚合物的溶解(非极性结晶聚合物的溶解(非极性结晶聚合物的溶解(非极性结晶聚合物的溶解(要加热要加热要加热要加热)(1)这类聚合物一般是由加聚反应生成的,如)这类聚合物一般是由加聚反应生成的,如)这类聚合物一般是由加聚反应生成的,如)这类聚合物一般是由加聚反应生成的,如 PE,IPP等,它们是纯碳氢化物,分子间虽没有等,它们是纯碳氢化物,分子间虽没有等,它们是纯碳氢化物,分子间虽没有等,它们是纯碳氢化物,分子间虽没有极性基团相互作用力,但由于分子链结构规极性基团相互作用力,但由于分子链结构规极性基团相互作用力,但由于分子链结构规极性基团相

17、互作用力,但由于分子链结构规 整,所以也能结晶。整,所以也能结晶。整,所以也能结晶。整,所以也能结晶。 ( ( ( (2 2) ) ) ) 溶解过程:往往是加热到接近溶解过程:往往是加热到接近溶解过程:往往是加热到接近溶解过程:往往是加热到接近 时,晶格被时,晶格被时,晶格被时,晶格被破坏,再与溶剂作用。破坏,再与溶剂作用。破坏,再与溶剂作用。破坏,再与溶剂作用。例如:例如:例如:例如:HDPE( 135oC)在四氢萘中加热到在四氢萘中加热到在四氢萘中加热到在四氢萘中加热到120oC才能溶解。有规才能溶解。有规才能溶解。有规才能溶解。有规PP 134oC;全同全同全同全同PP, 180oC)在

18、四氢萘中加热到在四氢萘中加热到在四氢萘中加热到在四氢萘中加热到130oC以上才能以上才能以上才能以上才能很好地溶解。很好地溶解。很好地溶解。很好地溶解。萍胯隋糕援氓疟搔熊得倚粱释杏摸去祁秸媚课蒂果涛硝佳瞩朽枝椰炒赃个三章节高分子溶液三章节高分子溶液3. 极性结晶高聚物的溶解极性结晶高聚物的溶解极性结晶高聚物的溶解极性结晶高聚物的溶解 这类聚合物大多是由缩聚反应生成的,如这类聚合物大多是由缩聚反应生成的,如这类聚合物大多是由缩聚反应生成的,如这类聚合物大多是由缩聚反应生成的,如PA, PET等,分子间有很强的作用力。除了用加热方法等,分子间有很强的作用力。除了用加热方法等,分子间有很强的作用力。

19、除了用加热方法等,分子间有很强的作用力。除了用加热方法 使其溶解之外,也可在常温下加强极性溶剂使之使其溶解之外,也可在常温下加强极性溶剂使之使其溶解之外,也可在常温下加强极性溶剂使之使其溶解之外,也可在常温下加强极性溶剂使之 溶解。溶解。溶解。溶解。为什么?为什么?为什么?为什么? 因为结晶聚合物中含有部分非晶相(极性的)因为结晶聚合物中含有部分非晶相(极性的)因为结晶聚合物中含有部分非晶相(极性的)因为结晶聚合物中含有部分非晶相(极性的) 成分,它与强极性溶剂接触时,产生放热效应,成分,它与强极性溶剂接触时,产生放热效应,成分,它与强极性溶剂接触时,产生放热效应,成分,它与强极性溶剂接触时,

20、产生放热效应, 放出的热使结晶部分晶格被破坏,然后被破坏的放出的热使结晶部分晶格被破坏,然后被破坏的放出的热使结晶部分晶格被破坏,然后被破坏的放出的热使结晶部分晶格被破坏,然后被破坏的 晶相部分就可与溶剂作用而逐步溶解。晶相部分就可与溶剂作用而逐步溶解。晶相部分就可与溶剂作用而逐步溶解。晶相部分就可与溶剂作用而逐步溶解。例:聚酰胺室温可溶于甲醇,例:聚酰胺室温可溶于甲醇,例:聚酰胺室温可溶于甲醇,例:聚酰胺室温可溶于甲醇,4的的的的H2SO4, 60%的甲酸中。的甲酸中。的甲酸中。的甲酸中。PET可溶于甲醇。可溶于甲醇。可溶于甲醇。可溶于甲醇。 溶解不仅与分子量大小有关,更重要的是与结溶解不仅

21、与分子量大小有关,更重要的是与结溶解不仅与分子量大小有关,更重要的是与结溶解不仅与分子量大小有关,更重要的是与结晶度有关,结晶度晶度有关,结晶度晶度有关,结晶度晶度有关,结晶度 ,溶解度,溶解度,溶解度,溶解度 。攀勉穴剖惯构禾票琐更便刽一嗣徊铺苛凉癌卜沼石菱掀器摹练宇肛颜砍鼎三章节高分子溶液三章节高分子溶液1-2 溶剂的选择溶剂的选择 溶剂选择有三个原则:溶剂选择有三个原则: 极性相似原则极性相似原则溶度参数相近原则溶度参数相近原则溶剂化原则溶剂化原则 注意三者相结合进行溶剂的选择注意三者相结合进行溶剂的选择 酬喻苯敦引毕钵掳媒新手碑沦鼻瓜溢举厕畜靖硒邓改萎掂敞快酪捂律虹铰三章节高分子溶液三

22、章节高分子溶液1-2-1 极性相似原则:相似者易共溶极性相似原则:相似者易共溶 (定性)(定性) 极性大的溶质溶于极性大的溶剂极性大的溶质溶于极性大的溶剂极性大的溶质溶于极性大的溶剂极性大的溶质溶于极性大的溶剂 对于小分子对于小分子对于小分子对于小分子 极性小的溶质溶于极性小的溶剂极性小的溶质溶于极性小的溶剂极性小的溶质溶于极性小的溶剂极性小的溶质溶于极性小的溶剂 溶质和溶剂极性越近,二者越易互溶溶质和溶剂极性越近,二者越易互溶溶质和溶剂极性越近,二者越易互溶溶质和溶剂极性越近,二者越易互溶 对于高分子:在一定程度上也适用对于高分子:在一定程度上也适用对于高分子:在一定程度上也适用对于高分子:

23、在一定程度上也适用 天然橡胶(非极性):溶于汽油,苯,己烷,石油醚(非天然橡胶(非极性):溶于汽油,苯,己烷,石油醚(非天然橡胶(非极性):溶于汽油,苯,己烷,石油醚(非天然橡胶(非极性):溶于汽油,苯,己烷,石油醚(非极性溶剂)极性溶剂)极性溶剂)极性溶剂) PS(弱极性):溶于甲苯,氯仿,苯胺(弱极性)和苯(弱极性):溶于甲苯,氯仿,苯胺(弱极性)和苯(弱极性):溶于甲苯,氯仿,苯胺(弱极性)和苯(弱极性):溶于甲苯,氯仿,苯胺(弱极性)和苯(非极性)(非极性)(非极性)(非极性) PMMA(极性):溶于丙酮(极性)(极性):溶于丙酮(极性)(极性):溶于丙酮(极性)(极性):溶于丙酮(极

24、性) PVA(极性极性极性极性):溶于水(极性):溶于水(极性):溶于水(极性):溶于水(极性) PAN(强极性):溶于(强极性):溶于(强极性):溶于(强极性):溶于DMF,乙晴(强极性),乙晴(强极性),乙晴(强极性),乙晴(强极性)椿此半举兆儒乐炸仰恢篱局酚渊励住请进壕盗纪奠膏床心锹藐樟栽和雍贰三章节高分子溶液三章节高分子溶液1-2-2 溶度参数相近原则(定量)溶度参数相近原则(定量)1. 溶解过程热力学溶解过程热力学 溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互混合的溶解过程是溶质分子和溶剂分子相互混合的过程,这个过程在恒温恒压下自发进行的条件过程,这个过程在恒温恒压下自发进行的条件是是 。 混合

25、是一个熵增过程,所以混合是一个熵增过程,所以 。 的大小主要取决于的大小主要取决于 的正负与大小。的正负与大小。琴帝哈醒硒郭芍狙铃互杰澎妖颁策娄画纲盼侦屁窃拧塘锋卑篆竖擦细转芦三章节高分子溶液三章节高分子溶液极性高聚物在极性溶剂中,高分子与溶极性高聚物在极性溶剂中,高分子与溶剂分子强烈作用,溶解时放热,剂分子强烈作用,溶解时放热, 0,所以只有在所以只有在 时,才能时,才能满足满足 。也就是说只增大。也就是说只增大 T 或减小或减小 时才能使体系自发溶解,那么时才能使体系自发溶解,那么 又如何又如何得知呢?得知呢?非极性高聚物与溶剂相互混合时的混合热非极性高聚物与溶剂相互混合时的混合热 可以借

26、助小分子的溶度公式来计算。可以借助小分子的溶度公式来计算。贸上捐柞贤酶昌火哼啪苫帛鹿挪提兴赏怖镜着惟恳扇萤铲捉飘贸迪暴闺供三章节高分子溶液三章节高分子溶液2.Hildebrand溶度公式溶度公式由式中可知:由式中可知:由式中可知:由式中可知: 0 和和和和 越接近,越接近,越接近,越接近, 越小,则越能满足越小,则越能满足越小,则越能满足越小,则越能满足 的的的的条件,能自发溶解条件,能自发溶解条件,能自发溶解条件,能自发溶解VM溶液总体积溶液总体积 溶剂的体积分数溶剂的体积分数 溶质的体积分数溶质的体积分数 溶剂的溶度参数溶剂的溶度参数 溶质的溶度参数溶质的溶度参数嗓勺赠氓尸朴佑磨臼佃诵游最

27、夫扶符鸭淤暇冬蛮伤蛆假座屉饰凯懂钎哇诣三章节高分子溶液三章节高分子溶液溶度参数溶度参数 所以所以 , 代入代入Hildebrand溶度公式得溶度公式得:肇速术亥骸艰疑豫瀑映放宦枣赁同匡臭宁光炸袜胚盾绘褂卯瓦普剂索沦籍三章节高分子溶液三章节高分子溶液3.溶度参数的测定溶度参数的测定(1)小分子溶剂的溶度参数由小分子溶剂的溶度参数由Clapeyron- Clausius公式计算公式计算:先求得先求得 (摩尔蒸发热)(摩尔蒸发热)再根据热力学第一定律换算成再根据热力学第一定律换算成 :然后由然后由 可计算出可计算出 摩尔蒸发热摩尔蒸发热 溶剂气化后得体积溶剂气化后得体积 溶剂气化前得体积溶剂气化前得

28、体积赏他增序薯卵役泛裸啦啥辞见缩注犬九扁志锌腾明甫肃渡络翻钠竞生个臆三章节高分子溶液三章节高分子溶液3.溶度参数的测定溶度参数的测定(2)聚合物的溶度参数聚合物的溶度参数 :由于聚合物不能气化,因此它的溶度参数由于聚合物不能气化,因此它的溶度参数只能用间接得方法测定,通常用粘度法和只能用间接得方法测定,通常用粘度法和交联后的溶胀度法,另外还可用直接计算交联后的溶胀度法,另外还可用直接计算法。法。肪短窍集萤拢筒饭孩椭乞值榆坚黍错宛条远尺唇药释什才舜督部均曲盾茫三章节高分子溶液三章节高分子溶液A粘度法原理粘度法原理:如果高聚物的溶度参数与溶剂的溶度如果高聚物的溶度参数与溶剂的溶度如果高聚物的溶度参

29、数与溶剂的溶度如果高聚物的溶度参数与溶剂的溶度参数相同,那么此溶剂就是该高聚物得良溶剂,高分参数相同,那么此溶剂就是该高聚物得良溶剂,高分参数相同,那么此溶剂就是该高聚物得良溶剂,高分参数相同,那么此溶剂就是该高聚物得良溶剂,高分子链在此良溶剂中就会充分伸展,扩张。因而,溶液子链在此良溶剂中就会充分伸展,扩张。因而,溶液子链在此良溶剂中就会充分伸展,扩张。因而,溶液子链在此良溶剂中就会充分伸展,扩张。因而,溶液粘度最大。我们选用各种溶度参数的液体作溶剂,分粘度最大。我们选用各种溶度参数的液体作溶剂,分粘度最大。我们选用各种溶度参数的液体作溶剂,分粘度最大。我们选用各种溶度参数的液体作溶剂,分别

30、溶解同一种聚合物,然后在同等条件下测溶液的粘别溶解同一种聚合物,然后在同等条件下测溶液的粘别溶解同一种聚合物,然后在同等条件下测溶液的粘别溶解同一种聚合物,然后在同等条件下测溶液的粘度,选粘度最大的溶液所用的溶剂的溶度参数作为该度,选粘度最大的溶液所用的溶剂的溶度参数作为该度,选粘度最大的溶液所用的溶剂的溶度参数作为该度,选粘度最大的溶液所用的溶剂的溶度参数作为该聚合物的溶度参数。聚合物的溶度参数。聚合物的溶度参数。聚合物的溶度参数。综霍录兢鸳鹿膀魄赚然鄂伤掀披森梦酗储搁烷边华鸯嘉堪证按药邦揣纹侩三章节高分子溶液三章节高分子溶液B.溶胀度法原理溶胀度法原理:交联高聚物在良溶剂中的溶胀度:交联高

31、聚物在良溶剂中的溶胀度:交联高聚物在良溶剂中的溶胀度:交联高聚物在良溶剂中的溶胀度最大,用溶胀度法可测交联度,也可用同样方法获得最大,用溶胀度法可测交联度,也可用同样方法获得最大,用溶胀度法可测交联度,也可用同样方法获得最大,用溶胀度法可测交联度,也可用同样方法获得高聚物的溶度参数。聚合物在一系列不同溶剂中溶胀高聚物的溶度参数。聚合物在一系列不同溶剂中溶胀高聚物的溶度参数。聚合物在一系列不同溶剂中溶胀高聚物的溶度参数。聚合物在一系列不同溶剂中溶胀达到平衡时,分别测一系列的溶胀度,将一系列不同达到平衡时,分别测一系列的溶胀度,将一系列不同达到平衡时,分别测一系列的溶胀度,将一系列不同达到平衡时,

32、分别测一系列的溶胀度,将一系列不同溶剂中的溶胀度值对应溶剂的溶剂中的溶胀度值对应溶剂的溶剂中的溶胀度值对应溶剂的溶剂中的溶胀度值对应溶剂的 值作图,则值作图,则值作图,则值作图,则Q的最大的最大的最大的最大值所对应的溶度参数值就可看成该高聚物的溶度参数值所对应的溶度参数值就可看成该高聚物的溶度参数值所对应的溶度参数值就可看成该高聚物的溶度参数值所对应的溶度参数值就可看成该高聚物的溶度参数值值值值屈帘卧复里盒仍赛肠俏端纶祝澳兽败幌尿井惋骤刹至锰府邹絮涩酿峰棚歧三章节高分子溶液三章节高分子溶液C.直接计算直接计算:由聚合物的重复单元中各基团的摩:由聚合物的重复单元中各基团的摩尔引力常数尔引力常数F

33、来计算。(来计算。(F查表得到)查表得到) 由聚合物的各种基团的摩尔相互作用常数由聚合物的各种基团的摩尔相互作用常数E来来计算。计算。 ( E查表得到)查表得到)V重复单元的摩尔体积重复单元的摩尔体积M0重复单元的分子量重复单元的分子量密度密度汹公辨萨界钠泻售旁堆世心移窖闸滑隔苛疵镣摩晶慷几分服衰惩橡管廓准三章节高分子溶液三章节高分子溶液在选择溶剂时还可采用混合溶剂,效果很好在选择溶剂时还可采用混合溶剂,效果很好混合溶剂的溶度参数混合溶剂的溶度参数 A溶剂的体积分数溶剂的体积分数 B溶剂的体积分数溶剂的体积分数 A的溶度参数的溶度参数 B的溶度参数的溶度参数缕拂泳谋脆鬃骤踪畅济呀怜絮藕奠踩播赛

34、蹦倔猖印蔡膜屹啪羡茂证逮味苯三章节高分子溶液三章节高分子溶液Hildebrand公式只适用于非极性的溶质和溶公式只适用于非极性的溶质和溶剂的互相混合剂的互相混合对于极性高聚物、能形成分子间氢键的高聚对于极性高聚物、能形成分子间氢键的高聚物,物,Hildebrand不适用!另外有修正公式不适用!另外有修正公式 例:例:PAN不能溶解于与它不能溶解于与它值相近的乙醇、甲值相近的乙醇、甲醇等。因为醇等。因为PAN极性很强,而乙醇、甲醇等极性很强,而乙醇、甲醇等溶剂极性太弱了。溶剂极性太弱了。 又例:又例:PS不能溶解在与它不能溶解在与它值相近的丙酮中,值相近的丙酮中,因为因为PS弱极性,而丙酮强极性

35、。弱极性,而丙酮强极性。所以溶度参数相近原则不总是有效的所以溶度参数相近原则不总是有效的戎器耽蠕褪伙郎沉垦烙虹缮铺剥好答肿牢载语组橇捷陀砧确行瘪宅洁摆谅三章节高分子溶液三章节高分子溶液第二节第二节 高分子溶液热力学高分子溶液热力学 Thermodynamics of Polymer Solution2-1 理想溶液热力学理想溶液热力学2-2 高分子溶液与理想溶液的偏差高分子溶液与理想溶液的偏差 2-3 高分子溶液理论高分子溶液理论妓宇壁领韶潘都带掏残误笔旁烹勾雅径绑析睦茧却肿宿叭忠迄鞘朗晃厕迫三章节高分子溶液三章节高分子溶液2-1 理想溶液的热力学理想溶液的热力学高分子稀溶液是热力学稳定体系,

36、溶液的高分子稀溶液是热力学稳定体系,溶液的性质不随时间而变化,因此,我们可以用性质不随时间而变化,因此,我们可以用热力学方法研究高分子稀溶液,用热力学热力学方法研究高分子稀溶液,用热力学函数来描述高分子稀溶液的许多性质。函数来描述高分子稀溶液的许多性质。物化中讨论气体性质时,为叙述方便,引物化中讨论气体性质时,为叙述方便,引入了理想气体的概念,同样,在讨论溶液入了理想气体的概念,同样,在讨论溶液性质时,为叙述方便,我们也要引入性质时,为叙述方便,我们也要引入理想理想溶液溶液的概念,但理想溶液和理想气体一样的概念,但理想溶液和理想气体一样实际上是不存在的。实际上是不存在的。委躇憾俄咒伏猴蔓音享航

37、焉韶每桑哼赋另苗筷巩骑污分志缺溢短嫁监宛幅三章节高分子溶液三章节高分子溶液理想溶液应具备以下条件:理想溶液应具备以下条件:(1)溶液中,溶剂分子间、溶质分子间、溶质)溶液中,溶剂分子间、溶质分子间、溶质 分子与溶剂分子间作用力都相等分子与溶剂分子间作用力都相等(2)在溶解过程中没有体积变化)在溶解过程中没有体积变化 。(3)在溶解过程中没有热焓的变化)在溶解过程中没有热焓的变化 。(4)理想溶液的蒸汽压服从拉乌尔定律)理想溶液的蒸汽压服从拉乌尔定律 溶液溶液溶液溶液:溶液蒸气压:溶液蒸气压:溶液蒸气压:溶液蒸气压 : 溶液中溶剂的蒸气压溶液中溶剂的蒸气压溶液中溶剂的蒸气压溶液中溶剂的蒸气压 :

38、纯溶剂的蒸气压:纯溶剂的蒸气压:纯溶剂的蒸气压:纯溶剂的蒸气压 :溶剂的克分子分数:溶剂的克分子分数:溶剂的克分子分数:溶剂的克分子分数裂桅哭芦宁偏威省厉揪廓贤饼灭零逼众糠耀方研鼠伐炭谆侯抿帕袒捌钝孰三章节高分子溶液三章节高分子溶液可以推导出溶液的混合熵可以推导出溶液的混合熵 、 溶剂、溶质的分子数溶剂、溶质的分子数溶剂、溶质的分子数溶剂、溶质的分子数 、 溶剂、溶质的摩尔分数溶剂、溶质的摩尔分数溶剂、溶质的摩尔分数溶剂、溶质的摩尔分数 、 溶剂、溶质的分子数溶剂、溶质的分子数溶剂、溶质的分子数溶剂、溶质的分子数 阿佛加得罗常数阿佛加得罗常数阿佛加得罗常数阿佛加得罗常数 波兹曼常数波兹曼常数波

39、兹曼常数波兹曼常数 气体常数气体常数气体常数气体常数溶溶 质质溶溶 剂剂溶溶 液液+瞻董壬导庭脉厉箕喊爷恋冤偿咆酬档洋闸迂驼饵呈寇侦祝叠窝惧害舱哉符三章节高分子溶液三章节高分子溶液2-2 高分子溶液与理想溶液的偏差高分子溶液与理想溶液的偏差高分子溶液是非理想溶液,它对理想溶液的高分子溶液是非理想溶液,它对理想溶液的行为有较大的偏差,主要表现在二个方面:行为有较大的偏差,主要表现在二个方面:高分子间、溶剂分子间、高分子与溶剂分子高分子间、溶剂分子间、高分子与溶剂分子间的作用力不可能相等,因此溶解时,有热间的作用力不可能相等,因此溶解时,有热量变化量变化 由于高分子由聚集态由于高分子由聚集态溶剂中

40、去,混乱度变溶剂中去,混乱度变大,每个分子有许多构象,则高分子溶液的大,每个分子有许多构象,则高分子溶液的混合熵比理想溶液要大得多混合熵比理想溶液要大得多 因此有必要对高分子溶液的热力学函数(如混因此有必要对高分子溶液的热力学函数(如混合熵,混合热,混合自由能)进行修正合熵,混合热,混合自由能)进行修正愿苍坠翅两资赐怂村千莎戮懦物虐寿苇女颇绣账潘聂汝举帘汁肩乡瓣暮岛三章节高分子溶液三章节高分子溶液2-3 高分子溶液理论高分子溶液理论2-3-1 Flory-Huggins高分子溶液理论高分子溶液理论Flory和和Huggins从液体的似晶格模型出发,用从液体的似晶格模型出发,用统计热力学的方法,

41、推导出了高分子溶液的统计热力学的方法,推导出了高分子溶液的混合熵,混合热和混合自由能的关系式。混合熵,混合热和混合自由能的关系式。势塔赵渔则党娶陷驱馒屯奢须眷兢皋己犀汾秧题憨撰甸帜芬械疟违矾法框三章节高分子溶液三章节高分子溶液一、高分子的混合熵一、高分子的混合熵高分子本体高分子本体解取向高分子解取向高分子溶剂溶剂高分子溶液高分子溶液饰永高咙递福冈殊韶妖厌穴挖井菱绍计列疙萍盏堪把状客呢蛊丙身琴冀潘三章节高分子溶液三章节高分子溶液高分子溶液高分子溶液溶质分子溶质分子溶剂分子溶剂分子溶质分子溶质分子溶剂分子溶剂分子低分子溶液低分子溶液白天疮蔑痹臂坚驳莎嘻筏亏就移跟踪锁渡斜捶总裴狡竖湍织抛狐逢淋花醛三

42、章节高分子溶液三章节高分子溶液推导中的假设:推导中的假设:推导中的假设:推导中的假设:溶液中分子的排列也象晶体一样,是晶格溶液中分子的排列也象晶体一样,是晶格排列每个溶剂分子占一个格子。每个高分子排列每个溶剂分子占一个格子。每个高分子占有相连的占有相连的x个格子,个格子,x高分子与溶剂分子高分子与溶剂分子 的体积比(高分子看作是由的体积比(高分子看作是由x个链段组成)个链段组成)每个链段的体积与溶剂分子体积相等,每个每个链段的体积与溶剂分子体积相等,每个链段只占一个格子链段只占一个格子高分子链是柔性的,所有构象具有相同的高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量能量所有高分子具有相同的聚合度所有

43、高分子具有相同的聚合度溶液中高分子链段是均匀分布的(即链段溶液中高分子链段是均匀分布的(即链段占有任意一个格子的几率相等)占有任意一个格子的几率相等)迫彰跑捞毖忠勉泣绪署纂唱瞬海屯嘱彼带禄阔窒矗儒猛杆忻陵村金肆颗讨三章节高分子溶液三章节高分子溶液推导的结果推导的结果:理想溶液理想溶液统计理论高分子溶液统计理论高分子溶液形式一样,区别在于形式一样,区别在于:理想溶液用理想溶液用 和和 (克分子分数)(克分子分数)高分子溶液用高分子溶液用 和和 (体积分数)(体积分数)极端条件下:如果高分子和溶剂分子相等,极端条件下:如果高分子和溶剂分子相等,就是说一个高分子只有一个链段,即,就是说一个高分子只有

44、一个链段,即, 则:则:痞盲禽囊脑酉庭鸣剃屑守霉狡勤千椭嫌略故又栈殷于盎剧少侨渣频瞬蝉丈三章节高分子溶液三章节高分子溶液那么理想溶液的那么理想溶液的 和高分子溶液的和高分子溶液的 完全完全一样。实际上:由一样。实际上:由 计算出的结果比计算出的结果比 大得多。大得多。这是因为一个高分子在溶液中不止起一个这是因为一个高分子在溶液中不止起一个小分子的作用但是也起不到小分子的作用但是也起不到x个小分子的作个小分子的作用。因为高分子中每一个链段相互连结的,用。因为高分子中每一个链段相互连结的,因此高分子溶液的因此高分子溶液的 要比高分子切成要比高分子切成x个个链段后再与溶剂混合的混合熵要小:链段后再与

45、溶剂混合的混合熵要小: (理想理想) (高分子高分子) (x个链段)个链段)芯滩区撕痈灸挖炬拷猴镰桌尚祝外膜饺沧禹倘裁汤灿果饮湘瑟扳矫屁诌某三章节高分子溶液三章节高分子溶液实验结果与理论计算结果相比有较大的偏实验结果与理论计算结果相比有较大的偏差,这是由于此理论在假设中有不合理之差,这是由于此理论在假设中有不合理之处:处:认为链段均匀分布在溶液中,这在浓溶液认为链段均匀分布在溶液中,这在浓溶液中较合理,在烯溶液中不合理,高分子如中较合理,在烯溶液中不合理,高分子如一个线团散布在溶液中,线团内链段密度一个线团散布在溶液中,线团内链段密度大,线团外链段密度小(几乎为大,线团外链段密度小(几乎为0)

46、未考虑溶质分子与溶剂分子的相互作用未考虑溶质分子与溶剂分子的相互作用溶液中原来不可能实现的构象有可能实现溶液中原来不可能实现的构象有可能实现途本脐炎蕊夕赁华孩峨蚤糠缆阂痕屡研晴镊括创淀践亨乘轩面稽针映木箭三章节高分子溶液三章节高分子溶液二二.高分子溶液的混合热高分子溶液的混合热 推导仍用似晶格模型,只考虑邻近分子间推导仍用似晶格模型,只考虑邻近分子间的作用。的作用。 (1 溶剂分子;2 高分子的一个链段) 溶解过程溶解过程1-1 2-2 2(1-2)或1/2 (1-1 2-2 ) 1-2 九各灿橇醛抒芍酝池蚂幸荧港袖贝旗盈馒土扔彝角仓铰仪带已佛锚耸腆计三章节高分子溶液三章节高分子溶液 - 阿佛

47、加德罗常数 -溶剂的克分子数 -气体常数 -波兹曼常数 -高分子的体积分数我们把我们把 叫做叫做Huggins常数,又叫高常数,又叫高分子分子-溶剂相互作用参数溶剂相互作用参数膨型待玩昨绽废鞭惶眼驰置众淋拾旋儿哟婉刽誓柱起省播豆编货运男奴踌三章节高分子溶液三章节高分子溶液 是表征溶剂分子与高分子相互作用程度是表征溶剂分子与高分子相互作用程度大小的量(溶剂化程度),数值在大小的量(溶剂化程度),数值在-11之之间,间, 是良溶剂;是良溶剂; 是不良溶剂,是不良溶剂,它是个无因次量。它是个无因次量。 的物理意义:把一个溶剂分子放入高的物理意义:把一个溶剂分子放入高聚物中时引起的能量变化。聚物中时引

48、起的能量变化。雏陡蕊陨耕皱省鞋质期爸窒牲患惧皆划亿似康靛抱套辊逝篇磐弦班容炮诚三章节高分子溶液三章节高分子溶液三三.高分子溶液混合自由能高分子溶液混合自由能由于由于由于由于则将则将则将则将 ,代入得代入得代入得代入得(Flory-Huggins 公式公式公式公式):高分子与低分子溶液的高分子与低分子溶液的高分子与低分子溶液的高分子与低分子溶液的 主要差别为:主要差别为:主要差别为:主要差别为:以体积分数代替摩尔分数(分子量高的影响)以体积分数代替摩尔分数(分子量高的影响)以体积分数代替摩尔分数(分子量高的影响)以体积分数代替摩尔分数(分子量高的影响)增加了含有增加了含有增加了含有增加了含有 的

49、项(的项(的项(的项( 的影响)的影响)的影响)的影响)惹裂恫琳擦录鹏桅团甥犯办究娶湘艘稍戮典吞筑背跋撰栽辕肢济寇讹乔尉三章节高分子溶液三章节高分子溶液四四.高分子溶液混合过程中化学位的变化高分子溶液混合过程中化学位的变化从物化中知道,对从物化中知道,对G作偏微分可得到化学位作偏微分可得到化学位对对 作偏微分可得作偏微分可得 。即:。即:溶剂在混合过程中的化学位变化为溶剂在混合过程中的化学位变化为 溶质在混合过程中的化学位变化为溶质在混合过程中的化学位变化为前面已得到前面已得到 ,代入偏微分式中可得到:,代入偏微分式中可得到:束升了裕杀安疙向枷捶岩朴供孕砌佑稿浓尧怂审碾船敦呀末加庐惊土湃洛三章

50、节高分子溶液三章节高分子溶液惶滞讳熬羞鳃伴莲绽烁狸贯耗嚏豪源狸幂夺猾怀惠匝蒂受莱偷窖负个肮碧三章节高分子溶液三章节高分子溶液五五.高分子溶液中溶剂的化学位变化高分子溶液中溶剂的化学位变化 与理与理想溶液中溶剂的化学位变化想溶液中溶剂的化学位变化 的区别:的区别: 理想溶液:理想溶液: 当溶液很稀时:当溶液很稀时:很稀的理想溶液:很稀的理想溶液: 推欧弘指闭执觅捂躬曹凿鲁曼荔屡矗额友瞩紧拾侗宫佰奈述非牛樟霞鲸陷三章节高分子溶液三章节高分子溶液对于高分子溶液:对于高分子溶液:当溶液很稀时:当溶液很稀时: ,很稀的高分子溶液:很稀的高分子溶液: 蛮编谈瘟尾骤萍湛蛛魁筒宴或芹搐呢垦叹擦愿叹怠陵密浪街天

51、院唇匡十瑰三章节高分子溶液三章节高分子溶液与很稀的理想溶液相比较与很稀的理想溶液相比较:第一项就是很稀的理想溶液的溶剂的化学第一项就是很稀的理想溶液的溶剂的化学位变化位变化 第二项相当于非理想部分,用符号第二项相当于非理想部分,用符号 表表示,称为溶剂的示,称为溶剂的超额化学位超额化学位拭兢栖黑蝇呵憋枷窥皋贴幼人搁吱侵踩建朗茶稿俗判购尊零宰版秒连廖熟三章节高分子溶液三章节高分子溶液说明:说明:对气体来说,压力很小时可看成理想气体对气体来说,压力很小时可看成理想气体对于低分子溶液,浓度很小时,可看成理对于低分子溶液,浓度很小时,可看成理想溶液想溶液对于高分子溶液,即使很稀,也不能看成对于高分子溶

52、液,即使很稀,也不能看成理想溶液来处理,只有当理想溶液来处理,只有当 时才类似时才类似理想溶液理想溶液上述上述Flory-Huggins理论推导出的式子与实验理论推导出的式子与实验结果有许多不合之处,这主要是因为它的推结果有许多不合之处,这主要是因为它的推导过程中的一些假设与实际情况不符,为此导过程中的一些假设与实际情况不符,为此50年代,年代,Flory和和Huggins又提出了又提出了稀溶液理稀溶液理论论赔节亩躇犹曼咕豹给夕审氏镭芹谤戒初别囤伍行烟单冒卫酉特哆别个商争三章节高分子溶液三章节高分子溶液2-3-2 Flory-Huggins稀溶液理论稀溶液理论 (温度的提出)温度的提出)Flo

53、ry和和Huggins认为认为: 实际上由两部分组成:实际上由两部分组成: 过量的摩尔混合热,令过量的摩尔混合热,令 为热参数为热参数 过量的摩尔混合熵,令过量的摩尔混合熵,令 为熵参数为熵参数推导出:推导出: 靛恿徊召丁弓背韭瓷亦憋拔兔芯礼德启狡诞又兰解兢瑞民谐枪咏倘洒聚肪三章节高分子溶液三章节高分子溶液再引入参数再引入参数 ,代入上式得:代入上式得:当当 时,时, 则代入则代入 可得:可得:再代入再代入 得:得:殷瓢饮耕萍昏目瘁望颜冰尉祝隋柠戈尝淹盟盅绅删赚信圾肚陷瑚锤娥晃霖三章节高分子溶液三章节高分子溶液当当 或或 时,时, 此此时的高分子溶液,在宏观上看热力学时的高分子溶液,在宏观上看

54、热力学性质遵从理想溶液,但是微观状态仍性质遵从理想溶液,但是微观状态仍然是非理想的,因为混合热和混合熵然是非理想的,因为混合热和混合熵均不为零,只是两者的效应刚好抵消,均不为零,只是两者的效应刚好抵消,所以所以 。这一条件称为这一条件称为条件条件或或状态状态。此时用。此时用的溶剂称为的溶剂称为溶剂溶剂,此时的温度称为,此时的温度称为温度温度,此时,此时高分子处于无扰状态高分子处于无扰状态 诚饰幂讣准圆凰津附霖想兹亡径画汞捆肝戮愚腆牢通冗越三拆霞牡拓积膀三章节高分子溶液三章节高分子溶液当当 时时 ,此时相当于良溶剂,此时相当于良溶剂 情况:情况: 高分子链段与溶剂分子相互作用,使高分高分子链段与

55、溶剂分子相互作用,使高分子扩展,子扩展,T高出高出越多,溶剂性质越良越多,溶剂性质越良当当 时时 ,此时相当于溶剂性,此时相当于溶剂性 质不良:质不良: T低于低于越多,溶剂性质越不良,甚至析出越多,溶剂性质越不良,甚至析出 茬戏桂况狸遇啃剔烩键墓粗壶锥萍惧以傈寄璃糟坪拄浴末甲剩卷纱准爷江三章节高分子溶液三章节高分子溶液注意注意:Flory-Huggins稀溶液理论仍有稀溶液理论仍有许多不足,它和似晶格理论一样,都许多不足,它和似晶格理论一样,都没有考虑高聚物与溶剂混合时体积的没有考虑高聚物与溶剂混合时体积的变化,所以仍与实验有偏差,后来变化,所以仍与实验有偏差,后来Flory再对此作了修正,

56、但式子繁琐,再对此作了修正,但式子繁琐,使用不便。使用不便。蜡憋虫锦悍搽孙饶包臀祖拆焚姜楷风可异穴蚤颓忌终错勤货礼盾吵晌婪漠三章节高分子溶液三章节高分子溶液3-1 高聚物的增塑高聚物的增塑(plasticization)1增塑增塑高聚物中加入高沸点,低挥发高聚物中加入高沸点,低挥发性,并能与高聚物相混容的小分子物质而性,并能与高聚物相混容的小分子物质而改变其力学性质的行为。改变其力学性质的行为。 所用的小分子物质叫增塑剂所用的小分子物质叫增塑剂(plasticizer) 增塑是高聚物改性的一个重要方法,例如增塑是高聚物改性的一个重要方法,例如PVC的流动温度接近于分解温度,成型中常的流动温度接

57、近于分解温度,成型中常加入加入3050的邻苯二甲酸二丁酯,这样的邻苯二甲酸二丁酯,这样可以降低它的流动温度和熔体粘度便于加可以降低它的流动温度和熔体粘度便于加工。还可改善其耐寒、抗冲性能,制成软工。还可改善其耐寒、抗冲性能,制成软塑料制品(薄膜,胶带,人造革等)。塑料制品(薄膜,胶带,人造革等)。本拦朱砒秉椭萝虞眯年呀揭欢梯潦鞠园枯凋殃陈阉簇短件遵湾兼尊宙呆泌三章节高分子溶液三章节高分子溶液2增塑剂的选择原则增塑剂的选择原则混溶性混溶性它与高聚物的混溶性要好,它与高聚物的混溶性要好,从热力学角度讲要满足从热力学角度讲要满足 。否则,即使。否则,即使小分子与高分子可用机械方法强行混合,小分子与高

58、分子可用机械方法强行混合,表面上看来已经混溶,实质上分子间是分表面上看来已经混溶,实质上分子间是分散的,不是热力学稳定体系,迟早还要分散的,不是热力学稳定体系,迟早还要分相,这样会影响制品的性能。相,这样会影响制品的性能。耐久性耐久性要求增塑剂能在制品中长期要求增塑剂能在制品中长期保存,贮藏和使用过程中损失越少越好,保存,贮藏和使用过程中损失越少越好,这就要求增塑剂有高沸点和低挥发性,耐这就要求增塑剂有高沸点和低挥发性,耐光,耐热,抗氧,化学稳定性好。光,耐热,抗氧,化学稳定性好。确式狗嫩叔掏麦棱卜绞了伪演史荧瞬曳羊振抚媚哈梆华没蜀匹栋挛沦呛驼三章节高分子溶液三章节高分子溶液低廉无毒低廉无毒由

59、于增塑剂用量一般较大,由于增塑剂用量一般较大,所以要求低廉易得,无毒。所以要求低廉易得,无毒。有效性有效性加入的量应尽可能少,对高加入的量应尽可能少,对高分子材料的各种性能(力学,热学,电学分子材料的各种性能(力学,热学,电学等性能)应能兼顾到。等性能)应能兼顾到。惭鹊痹未肮枝戈二菊挖令深侧渴累枚舌招恭铲乃鸭倡蔗妓海默炊雨得悼衅三章节高分子溶液三章节高分子溶液3增塑的机理和规律增塑的机理和规律非极性增塑剂非极性增塑剂非极性增塑剂非极性增塑剂- -非极性聚合物:主要靠增塑剂的非极性聚合物:主要靠增塑剂的非极性聚合物:主要靠增塑剂的非极性聚合物:主要靠增塑剂的“ “隔离作用隔离作用隔离作用隔离作用

60、” ”来减小高分子链间的相互作用,玻来减小高分子链间的相互作用,玻来减小高分子链间的相互作用,玻来减小高分子链间的相互作用,玻璃化温度的降低有下述关系:璃化温度的降低有下述关系:璃化温度的降低有下述关系:璃化温度的降低有下述关系: :增塑剂的体积分数:增塑剂的体积分数:增塑剂的体积分数:增塑剂的体积分数 : 比例常数比例常数比例常数比例常数 极性增塑剂极性增塑剂极性增塑剂极性增塑剂- -极性聚合物,主要靠增塑剂的极性聚合物,主要靠增塑剂的极性聚合物,主要靠增塑剂的极性聚合物,主要靠增塑剂的“ “极极极极性替代作用性替代作用性替代作用性替代作用” ”部分破坏了原来极性高分子链间的部分破坏了原来极

61、性高分子链间的部分破坏了原来极性高分子链间的部分破坏了原来极性高分子链间的物理交联点,使热变形温度的下降服从下列关系:物理交联点,使热变形温度的下降服从下列关系:物理交联点,使热变形温度的下降服从下列关系:物理交联点,使热变形温度的下降服从下列关系: n:增塑剂的摩尔数:增塑剂的摩尔数:增塑剂的摩尔数:增塑剂的摩尔数 :比例常数:比例常数:比例常数:比例常数五烙堰位庙待卓旺豌碟舅萄沏忍蔗喜墒拿饲肄厅陪杯河渤墒否本磅汁被卷三章节高分子溶液三章节高分子溶液3-2 凝胶和冻胶凝胶和冻胶1凝胶凝胶是交联聚合物的溶胀体,是交联聚合物的溶胀体,它不溶不熔(链间有化学键交联),它不溶不熔(链间有化学键交联)

62、,并有高弹性。自然界的生物体都是凝并有高弹性。自然界的生物体都是凝胶,一方面有强度,可以保持形状而胶,一方面有强度,可以保持形状而又柔软,另一方面小分子物质能在其又柔软,另一方面小分子物质能在其中扩散或进行交换,新陈代谢,废物中扩散或进行交换,新陈代谢,废物得以排泄以及吸取所需的养料得以排泄以及吸取所需的养料镑接忻嚎彝号轧萌篓厘甭诅来届龄热蠕双秀提站卿容浚涝庶役芜沼帝疤迎三章节高分子溶液三章节高分子溶液2冻胶冻胶是由范德华力交联形成的,加是由范德华力交联形成的,加热可以拆散这种范氏力的交联使冻胶溶解热可以拆散这种范氏力的交联使冻胶溶解 分子内冻胶分子内冻胶:如果这种交联发生在分子链:如果这种交

63、联发生在分子链内,则这种溶液是粘度小但浓度高的浓溶内,则这种溶液是粘度小但浓度高的浓溶液,分子链自身卷曲,不易取向,在配纺液,分子链自身卷曲,不易取向,在配纺丝液时要防止这种情况发生,否则用这种丝液时要防止这种情况发生,否则用这种溶液纺丝得不到高强度的纤维溶液纺丝得不到高强度的纤维 分子间冻胶分子间冻胶:如果这种交联发生在分子链:如果这种交联发生在分子链之间,则此溶液浓度大,粘度大,因此我之间,则此溶液浓度大,粘度大,因此我们用同一种高聚物配成相同浓度的溶液,们用同一种高聚物配成相同浓度的溶液,却可以获得粘度相差很大的两种冻胶却可以获得粘度相差很大的两种冻胶 绎未寂如惧绣魏疯锌眶曹拧郑饭仟侍了谚页挞征拳肖愚矫锈病撤昏购嘎陡三章节高分子溶液三章节高分子溶液总之,在制备纺丝液时必须予以重视,尽总之,在制备纺丝液时必须予以重视,尽量避免分子内范德华交联形成,加热可使量避免分子内范德华交联形成,加热可使分子内交联的冻胶分子内交联的冻胶分子间交联的冻胶。分子间交联的冻胶。怖痪辽于饶汁扒扶涤缘稽廊沮毛帐兄蚊惩妥各贸翅冰阁抢颠龙吱阵枕株石三章节高分子溶液三章节高分子溶液

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