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1、高分子溶液高分子溶液简介定义及特点形成溶解及溶剂的选择粘度特点建议高分子溶液（macromolecular solution)是一种在合适的介质中高分子化合物能以分子状态自动分散成均匀的溶液的胶体，分子的直径达胶粒大小。高分子溶液的本质是真溶液，属于均相分散系。高分子溶液的黏度和渗透压较大，分散相与分散系亲和力强，但Tyndall现象不明显，加入少量电解质无影响，加入多时引起盐析。定义和特点形成高分子溶液指高聚物溶解在溶剂中形成的溶液。高分子化合物在形成溶液时，与低分子量的物质明显不同的是要经过溶胀的过程，即溶剂分子慢慢进入卷曲成团的高分子化合物分子链空隙中去，导致高分子化合物舒展开来，体积成
2、倍甚至数十倍的增长。不少高分子化合物与水分子有很强的亲和力，分子周围形成一层水合膜，这是高分子化合物溶液具有稳定性的主要原因。因此高分子溶液是稳定系统。高聚物的溶解过程高聚物的溶解过程高聚物的溶解高聚物的溶解q特点：经过溶胀过程特点：经过溶胀过程溶解过程溶解过程（1） 非晶态聚合物的溶胀和溶解（2） 交联聚合物的溶胀平衡（3） 结晶聚合物的溶解(i) 溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨胀-溶胀。(ii) 高分子被分散在溶剂中，整个高分子和溶剂混合-溶解。交联聚合物在溶剂中可以发生溶胀，但是由于交联键的存在，溶胀到一定程度后，就不再继续胀大，此时达到溶胀平衡
3、，不能再进行溶解。(i) 结晶聚合物的先熔融，其过程需要吸热。(ii) 熔融聚合物的溶解。(i) 非极性聚合物(ii) 极性聚合物特点：经过溶涨过程特点：经过溶涨过程线性高分子：可无限溶涨，即溶解。例线性高分子：可无限溶涨，即溶解。例:天然橡胶天然橡胶交联高分子交联高分子:只能优先溶涨。例：交联的天然橡胶只能优先溶涨。例：交联的天然橡胶结晶高分子结晶高分子:需要使结晶熔化，才能溶解。需要使结晶熔化，才能溶解。高聚物的溶解高聚物的溶解高聚物的溶解规律高聚物的溶解规律1.高聚物的分子量越大，溶解越困难高聚物的分子量越大，溶解越困难2.结晶高聚物溶解较困难。结晶高聚物溶解较困难。溶剂选择“相似相容”
4、原则“溶度参数相近”原则“高分子-溶剂相互作用参数1小于1/2“原则溶剂化原则相似相容原理相似相容原理天然橡胶、丁苯橡胶是非极性高聚物，可以溶解在非极性的溶剂碳氢天然橡胶、丁苯橡胶是非极性高聚物，可以溶解在非极性的溶剂碳氢化合物中（如：苯、汽油、甲苯、二甲苯中）；化合物中（如：苯、汽油、甲苯、二甲苯中）；聚乙烯醇溶于水中；极性大的聚丙烯晴可以溶于极性大的二甲胺中；聚乙烯醇溶于水中；极性大的聚丙烯晴可以溶于极性大的二甲胺中；聚苯乙烯由于极性比较小，即能够溶于非极性的苯、甲苯、二甲苯或聚苯乙烯由于极性比较小，即能够溶于非极性的苯、甲苯、二甲苯或者乙苯中，也可以溶于极性不太大的丁酮中。者乙苯中，也可
5、以溶于极性不太大的丁酮中。即极性高聚物溶于极性溶剂中，非极性高聚物溶于非极即极性高聚物溶于极性溶剂中，非极性高聚物溶于非极性溶剂中，极性大的高聚物溶于极性大的溶剂中，极性性溶剂中，极性大的高聚物溶于极性大的溶剂中，极性小的高聚物溶于极性小的溶剂中。如：小的高聚物溶于极性小的溶剂中。如：溶剂化原则溶剂化原则 l l亲亲电电子子体体与与给给电电子子体体的的相相互互作作用用，即即广广义义的的酸酸碱碱作作用用。两两者者相相互互作作用用产生溶剂化，使高聚物溶解。产生溶剂化，使高聚物溶解。l l氢键作用氢键作用尼尼龙龙6（给给电电子子）：甲甲酸酸、浓浓硫硫酸酸、间间甲甲酚酚（亲亲电电子子基基团）聚丙烯腈（
6、亲电子）：二甲基甲酰胺（给电子）团）聚丙烯腈（亲电子）：二甲基甲酰胺（给电子）H2O,PVA 溶解度参数相近原则溶解度参数相近原则 两物质混和时，热力学关系两物质混和时，热力学关系：Hildbrand公式：公式：溶度参数溶度参数 = 1/2 =CED Cohesive energy density 内聚能密度一般说来如果则聚合物不溶设设 1, 2 分别为溶剂和高分子的溶度参数分别为溶剂和高分子的溶度参数溶解度参数溶解度参数:由内聚能或气化热换算而得由内聚能或气化热换算而得高聚物溶剂 “高分子-溶剂相互作用参数1小于1/2“原则 status良溶剂良溶剂劣溶剂劣溶剂高分子溶液的粘度 高分子在其溶
7、液中，以无规线团的形式存在。因为高分子长链之间有相互作用、无规线团占有的体积较大以及溶剂化作用等原因，使溶液流动时的内摩擦力较大，因而高分子溶液的粘性比溶胶大得多。高分子溶液的粘度的表示方法（1 1）高分子溶液属真溶液，在同样浓度下高分子溶液属真溶液，在同样浓度下比低分子溶液、胶体溶液的粘度大。比低分子溶液、胶体溶液的粘度大。高分子溶液粘度的特点高分子溶液粘度的特点原因：分子链缠结与内摩擦；溶剂原因：分子链缠结与内摩擦；溶剂分子被束缚，体系浓度相对增大。分子被束缚，体系浓度相对增大。（2 2）高分子溶液只有在极稀时，才遵守牛顿定高分子溶液只有在极稀时，才遵守牛顿定律和律和Poiseulle定律
8、。浓度较大时，粘度系数就定律。浓度较大时，粘度系数就不保持恒定值，随剪切速度增加而下降，并逐不保持恒定值，随剪切速度增加而下降，并逐渐趋于某极限值。渐趋于某极限值。高分子溶液粘度的特点高分子溶液粘度的特点原因：剪切速度增大使缠结结构减少，流动内原因：剪切速度增大使缠结结构减少，流动内 摩擦力减小；分子线团随流动方向被拉摩擦力减小；分子线团随流动方向被拉 直和取向，减少溶液流动的内摩擦力。直和取向，减少溶液流动的内摩擦力。高分子溶液高分子稀溶液聚合物浓溶液（i）不服从拉乌尔定律： P0PnP0（ii）不服从Vant Hoff定律 增塑聚物：降低Tg，改善抗冲击强度，加增塑剂。聚合物共混：两种或两
9、种以上聚合物溶液高分子稀溶液的特点高分子稀溶液的特点v高分子稀溶液属真溶液，为热力学稳定高分子稀溶液属真溶液，为热力学稳定状态。状态。v在同样浓度下比低分子溶液、胶体溶在同样浓度下比低分子溶液、胶体溶液的粘度大。原因：分子链缠结与内摩液的粘度大。原因：分子链缠结与内摩擦，溶剂分子被束缚，体系浓度相对增擦，溶剂分子被束缚，体系浓度相对增大。大。v溶液行为与理想溶液有较大的偏离。溶液行为与理想溶液有较大的偏离。v溶液性能依赖于分子量及其分布。溶液性能依赖于分子量及其分布。高分子溶液与胶体的对比 相同点 不同点 （i）高分子溶液和溶胶的粒子大小均1nm1um（ii）扩散速度都比较慢（iii）均不能透过半透膜（i）高分子化合物能自动溶解在溶剂中，而溶胶粒子不会自动分散在分散介质中。（ii）高分子溶液属于热力学稳定体系，而溶胶是热力学不稳定体系。（iii）高分子溶液是均相体系，没有明确界限，Tyndall效应弱；而溶胶是多相体系，体系中有明确的界限Tyndall效应强。（iv）高分子溶液的粘度要比溶胶大得多。
