化工热力学：第11章 高分子溶液热力学基础.ppt

各章之间的联系

Vss

pyiˆipiiixi化

工

热

力

学

的

任

务

ˆ

(,Mi,Gifi,ˆi,ai,i)

1

第11章高分子溶液热力学基础

内容概要

Ø高分子系统的热力学模型

Ø高分子的溶解过

程

Ø高分子溶液的性质和相平衡

Ø高分子系统的共混、溶胀等特征

Ø聚合反应过程相关的热力学特征

高分子材料及热力学研究的重要性和应

用

Ø有机高分子化合物在迅速发展的新材料科学中占有

重要的地位

u传统的合成塑料、橡胶和纤维的产量与日俱增

u通过不同高分子物质的共混或与其它材料复合以制取各种

超强、超细、超薄、耐超高温的高性能材料

u制备具有对物质、能量和信息有传递、转换或贮存作用的功

能材料更是方兴未艾，代表着高分子材料科学发展的趋势。

Ø高分子材料的发展过程中，热力学起着重要的作用。

u高分子物质的生产：如乳液聚合、悬浮聚合、本体聚合等

聚合方式

u产品的分离纯化、物料的输送

均需要：

p高分子溶液的蒸汽压

p高分子系统的相平衡：汽-液平衡、液-液平衡、液-固平衡

p高分子物质在溶剂中的溶解度数据

p高分子物质的p-V-T-(x)关系、汽化热、混合热、反应热等

p高分子化学反应平衡等知识

重点内容：

p高分子系统的热力学模型

üFlory-Huggins晶格模型(平均场格子理论)

üFlory—Krigbaum稀溶液理论

üθ温度——Flory温度

ü计及体积变化的Prigogine-Flory-Patterson理论

ü非平均场Freed理论的改进形式

p高分子的溶解过程

ü溶解过程的特点

ü溶解过程的热力学分析

üFlory-Huggins参数的估算

ü溶剂的选择和评价：良溶剂与不良溶剂

p高分子溶液的性质和相平衡

ü高分子溶液的渗透压

ü高分子溶液的相分离

p高分子系统的共混、溶胀等特征

ü高分子化合物的共混

ü交联高分子化合物的溶胀

p聚合反应过程相关的热力学特征

ü聚合反应可能性的判断标准

ü聚合上限温度

ü聚合焓

ü聚合熵

11.1高分子系统的特征

高分子又名高聚物(highpolymer)，其具有以下4个

基本特征：

n高分子化合物是由数目巨大结构单元聚合而成。且相对

分子量、单元组合顺序、共聚物的组成及序列结构等方

面都存在不均匀性。

ü数均分子量：MnNiMi/Ni

ii

ü重均分子量：2且

MwwiMi/wiNiMi/NiMiwiNiMi

iiiiii

对多分散性高分子，MwMn

只有单分