第3章高分子溶液讲解学习.ppt

第3章高分子溶液Whatispolymersolution?Whytostudypolymersolution?高分子溶液非晶态聚合物的溶胀和溶解结晶聚合物的溶解3.1.2.溶解过程的热力学分析(a)极性高聚物溶于极性溶剂中，如果有强烈相互作用，一般会放热，HM<0,从而溶解过程自发进行。Hildebrandequation溶度公式=1/2=溶度参数d的测定估算d——摩尔引力常数F3.1.3.溶剂的选择极性大的溶质溶于极性大的溶剂；
极性小的溶质溶于极性小的溶剂，
溶质和溶剂的极性越相近，二者越易溶。

PE/十氢萘，
尼龙/H2SO440％
PMMA（极性）：溶于丙酮（极性）
PVA(极性)：溶于水和乙醇中（极性）
PAN（强极性）：溶于DMF，乙腈（强极性）
天然橡胶（非极性）：溶于汽油，苯，己烷，石油醚（非极性溶剂）
PS（弱极性）：溶于甲苯，氯仿，苯胺（弱极性）和苯（非极性）

(二)“内聚能密度或溶度参数相近”原则(三)“高分子－溶剂相互作用参数1小于”原则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△VM=0
（3）在溶解过程中没有热焓的变化△HM＝0
（4）任一组分在全部组成范围内都符合拉乌尔定律的溶液。可以推导出理想溶液的混合熵

△GM＝△HM-T△SM=kT(N1lnx1+N2lnx2)
＝RT(n1lnx1+n2lnx2)

高分子溶液与理想溶液的偏离表现3.2.2Flory-Hunggins格子模型理论(平均场理论)解取向态三点假设体积分数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x个小分子的作用。因为高分子中每一个链段相互连结的，因此高分子溶液的要比高分子切成x个链段后再与溶剂混合的混合熵要小：△HM＝(Z-2)x1N2W1-2=(Z-2)N12W1-2
令：1=(Z-2)△W1-2/kT
1称作Huggins相互作用参数，反映了高分子与溶剂混合时相互作用能的变化。
Z：晶格的配位数。
△W1-2：相互作用能的变化。

△HM＝1kTN12=1RTn12高分子溶液的混合自由能DGM高分子溶液的混合自由能
△GM=△HM-T△SM
=RT[n1ln1+n2ln2+1RTn12]Chemicalpotential化学位对于理想溶液超额化学位和状态Huggins参数与溶剂性质晶格模型的不合理性晶格模型理论的不足之处高分子稀溶液中“链段”的分布是不均匀的,而是以“链段云”的形式分散在溶剂中,每一链段云可近似成球体
在链段云内,以质心为中心,链段的径向分布符合高斯分布
链段云彼此接近要引起自由能的变化,每一个高分子链段云有其排斥体积u3.2.2Flory-Krigbaum稀溶液理论(1)q温度----Flory温度(2)q,c1和u之间的关系(3)q溶液与理想溶液本讲小结3.3相平衡3.3.1渗透压Osmoticpressure在恒温的条件下,压力的微小变化引起的溶液化学位的变化如下:Flory-Huggins晶格模型理论结果:第二、第三维利系数Discussion1Discussion2溶剂温度与A2的关系如何测定θ温度和Huggins参数1？3.4聚合物的浓溶液3.4.1高聚物的增塑（plasticization）高聚物的增塑内增塑与外增塑增塑剂的选择1、非极性增塑剂-非极性聚合物体系
增塑剂主要通过介入到大分子链间，增加大分子间距来降低大分子间的相互作用。增塑剂分子体积越大，增塑效果越好。

2、极性增塑剂-极性聚合物体系
增塑剂主要利用其极性基团与聚合物分子中的极性基团的相互作用来取代原来的聚合物-聚合物间的相互作用。
3.4.2聚合物溶液纺丝3.4.3凝胶和冻胶