8-1-聚合物的溶解--2.pptVIP

第八章 高分子溶液 重点和要求： 本章教学目的： 3W Why to study polymer solution? HOW to study polymer solution? ①极稀溶液(Dilute solution)——浓度低于1%。 热力学稳定体系，性质不随时间变化，粘度小。 分子量的测定一般用极稀溶液。 separated molecules ②稀溶液(Semi-dilute solution)——浓度在1%～5%。 ③浓溶液(Concentrated solution)——浓度5% 。 如：纺丝液（10～15％左右，粘度大）； 油漆、涂料、粘合剂（60%）； 高分子/增塑剂体系（更浓，半固体或固体）。 overlap and entangled molecules 1. 高分子的溶解过程要比小分子缓慢的多; 2. 柔性链高分子溶液的粘度要比小分子大很多; 3. 高分子稀溶液是处于热力学平衡态的真溶液（能用热力学函数来描述）; 4. 高分子溶液的行为与理想溶液的行为有很大偏差，高分子溶液的混合熵比小分子大很多; 5. 高分子溶液性质存在分子量依赖性，而聚合物又有分子量多分散的特点，因此增加了高分子溶液性质的复杂性; (i)非极性结晶聚合物的溶解（要加热） 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，分子间虽没有极性基团相互作用力，但由于分子链结构规整，所以也能结晶。 溶解过程：往往是加热到接近熔点 时，晶格被破坏，再与溶剂作用。 例如：HDPE(熔点 =135oC)在四氢萘中加热到120oC才能溶解。有规PP熔点 =134oC；全同PP，熔点 =180oC)在四氢萘中加热到130oC以上才能很好地溶解。 (ii)极性结晶高聚物的溶解 Key points for polymer dissolving 8.1.2 溶解过程的热力学分析 Hildebrand equation 溶度参数(Solubility parameter) (a) 溶胀法： (b) 粘度法 8.1.3 溶剂对聚合物溶解能力的判定 (2) “溶度参数或内聚能密度相近”原则 (3) “溶剂化原则” Principle of solvation（高分子-溶剂相互作用参数?1小于1/2） 一般说来如果 则聚合物不溶 强极性时要使用Hansen公式: 式中：下标d、p、h分别表示色散力、极性力和氢键力 混合溶剂： Hildebrand公式适用于非极性或弱极性 对于非极性非晶态聚合物适用; 对于非极性的晶态聚合物, 必须在其熔点附近才能使用本原则; 对于极性聚合物, 应加以修正, 考虑不同的分子间作用力情况。 ?? status 良溶剂 劣溶剂 “溶剂化原则”即溶剂分子通过与高分子链的相互作用可把链分离而发生溶胀，直到溶解。 溶剂化作用要求聚合物和溶剂中，一方是电子受体（亲电性），另一方是电子给体（亲核性），两者相互作用产生溶剂化。 * */36 *《高分子化学与物理基础》 * Polymer Solution 本章学时数 2学时 本章内容 8.1?聚合物的溶解 8.2?高分子溶液的热力学性质 8.3?高分子溶液的相平衡 了解不同聚合物的溶解过程差异； 从Flory—Huggins晶格模型理论出发，所推导出的高分子溶液混合过程的混合热、混合熵、混合自由能和化学位与小分子理想溶液的差别及产生差别的原因； 何为?溶液； 相分离及其机理。 通过本章的学习，全面掌握由于高分子的长链大分子的结构特点带来的在溶解过程和溶液热力学参数上与小分子的不同，正确判断聚合物何时能溶、何时为?状态、何时发生相分离； 对多组分聚合物组成的溶液体系而言，由相分离机理不同所带来的织态结构和性能差异。 8.1.1 溶解过程 8.1.2 溶解过程的热力学分析 8.1.3 溶剂对聚合物溶解能力的判定 本讲内容 8.1?聚合物的溶解 What is polymer solution? Why to study polymer solution? HOW to study polymer solution? 传统上 广义上 What is polymer solution? Binary Blends 研究 高分子溶液是研究单个高分子链结构的最佳方法 应用 Adhesives Coatings Solvent spinning Plasticity增塑 Blend 　　在高分子物理学的