高分子物理高分子溶液性质.ppt
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_1.gif)
![资源得分’ title=](/images/score_05.gif)
《高分子物理高分子溶液性质.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高分子物理高分子溶液性质.ppt(69页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、高分子物理高分子物理高分子溶液高分子溶液性性质现在学习的是第1页,共69页内容介绍内容介绍1.1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择2.2.高分子的稀溶液理论高分子的稀溶液理论高分子的稀溶液理论高分子的稀溶液理论3.3.高分子的分子量及其发布高分子的分子量及其发布高分子的分子量及其发布高分子的分子量及其发布现在学习的是第2页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高高分分子子溶溶液液是是高高分分子子溶溶于于溶溶剂剂中中所所形形成成的的热热力力学学上上稳稳定定的的二二元元或或多多元元体体系系。高高分分
2、子子溶溶液液的的性性质质随随浓浓度度的的不不同同有有很很大大的的变变化化。就就溶溶液液的的粘粘性性和和稳稳定定性性而而言言,可可分分为为高高分分子子稀稀溶溶液液和和浓浓溶液溶液。现在学习的是第3页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择浓浓度度在在1%以以下下的的为为稀稀溶溶液液,粘粘度度很很小小而而且且比比较较稳稳定定,主主要要用用于于测测定定分分子子量量及及其其分分布布、分分子子尺尺寸寸和和形形态态等等。浓浓溶溶液液一一般般在在15%以以上上,其其粘粘度度较较大大,稳稳定定性性较较差差,常常用用于于涂涂料料、胶胶粘粘剂剂及及纺纺丝液等。丝液等。现在学习的是第4页,
3、共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择1.1高分子溶解过程的特点高分子溶解过程的特点 高高分分子子结结构构比比较较复复杂杂,分分子子形形状状可可以以是是线线型型的的,也也可可以以是是支支化化的的或或交交联联的的,其其聚聚集集态态又又有有晶晶态态和和非非晶晶态态之之分分。所所有有这这些些因素造成了高分子的溶解现象比小分子物质要复杂的得多。因素造成了高分子的溶解现象比小分子物质要复杂的得多。现在学习的是第5页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂
4、选择与小分子溶液相比,高分子溶液具有以下特点:与小分子溶液相比,高分子溶液具有以下特点:高分子溶液的溶解过程比较缓慢。高分子溶液的溶解过程比较缓慢。高分子溶液的粘度比小分子溶液粘度大得多高分子溶液的粘度比小分子溶液粘度大得多 高分子溶液的行为与理想溶液有很大偏差高分子溶液的行为与理想溶液有很大偏差 现在学习的是第6页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择通常高分子溶解过程要经过两个阶段:通常高分子溶解过程要经过两个阶段:(1)溶胀溶胀溶剂分子向高分子中扩散,使高分子体积膨胀。溶剂分子向高分子中扩散,使高分子体积膨胀
5、。(2)溶解溶解高分子均匀分散在溶剂中,形成热力学上稳定高分子均匀分散在溶剂中,形成热力学上稳定 的均相体系。的均相体系。现在学习的是第7页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择对于对于交联高分子交联高分子来说,由于有交联的化学键束缚,来说,由于有交联的化学键束缚,只发生溶胀,而不会溶解。只发生溶胀,而不会溶解。现在学习的是第8页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 溶解度与高分子的分子量有关溶解度与高分子的分子量有关 分子量大的溶解度小,分子量小的溶解度大。对于分子量大的溶解度小,分子量小的溶解度大。对于交联高分子来说,交联度大的溶胀
6、度小,交联度小的溶胀度交联高分子来说,交联度大的溶胀度小,交联度小的溶胀度大。大。现在学习的是第9页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 晶态高分子的溶解比非晶态高分子要困难得多晶态高分子的溶解比非晶态高分子要困难得多 非非晶晶态态高高分分子子的的堆堆砌砌比比较较疏疏散散,分分子子间间作作用用力力弱弱,因因此溶剂分子比较容易渗入高分子内部使之溶胀和溶解。此溶剂分子比较容易渗入高分子内部使之溶胀和溶解。现在学习的是第10页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择1.2高分子溶剂的选择高分子
7、溶剂的选择 高高分分子子的的溶溶解解性性比比较较复复杂杂,除除了了与与其其本本身身结结构构有有关关外外,还还同同溶溶剂剂的的种种类类有有关关。如如何何选选择择高高分分子子溶溶剂剂,目目前前尚尚无无成成熟熟的的理理论论。不不过过,适适用用于于小小分分子子溶溶解解的的经经验验规规则则,也可用于高分子的溶剂选择。也可用于高分子的溶剂选择。现在学习的是第11页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择(1)相似相溶相似相溶(极性相近极性相近)的原则的原则极性相近极性相近的原则的原则极性大的聚合物,溶于极性大的聚合物,溶于极性大的溶剂中极性大的溶剂中极性小的聚合物溶于极性极性小的
8、聚合物溶于极性小的溶剂中小的溶剂中 非极性聚合物溶于非极性溶非极性聚合物溶于非极性溶剂中剂中现在学习的是第12页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择聚合物 溶剂 极性 丁苯橡胶 甲苯、苯、汽油、己烷 非极性 聚苯乙烯 苯、甲苯、丁酮 小 聚乙烯醇 水、乙醇 较大 聚丙烯腈 DMF 强表表1聚合物与溶剂的极性聚合物与溶剂的极性现在学习的是第13页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择(2)溶剂化原则溶剂化原则 聚合物的溶解也与溶剂化作用
9、有关。溶剂化作用是聚合物的溶解也与溶剂化作用有关。溶剂化作用是指指溶质与溶剂的基团之间所产生的物理化学作用溶质与溶剂的基团之间所产生的物理化学作用。这种。这种作用可以使溶质分子之间相互分离而溶于溶剂中。作用可以使溶质分子之间相互分离而溶于溶剂中。现在学习的是第14页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 具体地说,极性高分子的亲核基团能与溶剂分子上的亲电基具体地说,极性高分子的亲核基团能与溶剂分子上的亲电基团相互作用;极性高分子的亲电基团则与溶剂上的亲核基团相团相互作用;极性高分子的亲电基团则与溶剂上的亲核基团相互
10、作用,这种溶剂化作用可促进聚合物的溶解。互作用,这种溶剂化作用可促进聚合物的溶解。现在学习的是第15页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择3.溶度参数相近溶度参数相近原则原则 在高分子溶液的研究中,通常用溶度参数在高分子溶液的研究中,通常用溶度参数,它定义为内聚它定义为内聚能密度的平方根。能密度的平方根。现在学习的是第16页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 聚合物和溶剂的溶度参数越相近,越易溶解。如聚苯乙烯是弱极聚合物和溶剂的溶度参数越相近,越易溶解。如聚苯乙烯是弱极性的(性的(=9.1),),因此,溶度参数(因此,溶度参数(=8
11、.910.8)的甲苯、苯、的甲苯、苯、氯仿等极性不大的液体都是它的溶剂。氯仿等极性不大的液体都是它的溶剂。一般来说,非极性高分子同溶度参数值相差一般来说,非极性高分子同溶度参数值相差3.6时,时,聚合物就不聚合物就不能溶解了。能溶解了。现在学习的是第17页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择混合溶剂的溶度参数可按下式估算混合溶剂的溶度参数可按下式估算 除了使用单一溶剂外,还可使用混合溶剂,有时在单一溶剂除了使用单一溶剂外,还可使用混合溶剂,有时在单一溶剂中不能溶解的高分子,可在混合溶剂中发生溶解。中不能溶解的高分子,可在混合溶剂中发生溶解。现在学习的是第18页,共
12、69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 极极性性很很强强的的聚聚丙丙烯烯腈腈(=12.715.4),但但它它却却不不能能溶溶于于溶溶度度参参数数相相近近的的乙乙醇醇、甲甲醇醇、苯苯酚酚、乙乙二二醇醇等等,这这是是因因为为这这些些溶溶剂剂的的极极性性较较弱弱了了,而而只只有有极极性性分分数数在在0.682至至0.924的的DMF、二二甲甲基基乙乙酰酰胺胺、乙乙腈腈、DMSO等等溶溶剂剂中中。因因此此,在在选选择择高高分分子子溶剂时,三个原则都应考虑。溶剂时,三个原则都应考虑。现在学习的是第19页,共69页1.高分子的溶解
13、过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择1.3高分子溶解过程的热力学分析高分子溶解过程的热力学分析在恒温恒压下,溶解过程的混合自由能变化为:在恒温恒压下,溶解过程的混合自由能变化为:GM=HM-TSM溶解过程能自发进行的条件是:溶解过程能自发进行的条件是:GM0现在学习的是第20页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 一一般般来来说说,高高分分子子同同溶溶剂剂混混合合时时,熵熵变变总总是是增增加加的的,SM0,这样的正负取于这样的正负取于HM的正负与大小。的正负与大小。对对于于极极性性高高分分子子和和极极性性溶溶
14、剂剂体体系系,高高分分子子同同溶溶剂剂有有很很强强的的相相互互作用,混合时放热,作用,混合时放热,HM0,GM0,高分子能发生溶解。高分子能发生溶解。现在学习的是第21页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择 非极性高分子在溶解过程中,一般要吸热非极性高分子在溶解过程中,一般要吸热H0a.当当TSMHM时,时,GM0,溶解可以进行。溶解可以进行。b.当当TSMHM时,时,GM0不发生溶解。不发生溶解。现在学习的是第22页,共69页1.高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分子的溶解过程与溶剂选择高分
15、子的溶解过程与溶剂选择根根据据可可知知,升升温温或或改改变变溶溶剂剂来来降降低低HM将将有有利利于于溶溶解解的进行。的进行。现在学习的是第23页,共69页2.高分子稀溶液理论高分子稀溶液理论2.1Flory-Huggins高分子溶液理论高分子溶液理论Flory-Huggins理理论论是是Flory和和Huggins于于1942年年分分别别提提出出来来的的。它它又又称称为为格格子子理理论论,利利用用似似晶晶格格模模型型来来推推导导高高分分子子溶溶液液的的热力学函数。热力学函数。现在学习的是第24页,共69页2.高分子溶液理论高分子溶液理论(1)溶溶液液中中分分子子的的排排列列象象晶晶体体一一样样
16、,是是一一种种晶晶格格的的排排列列,每每个个溶溶剂剂分分子子占占一一个个格格子子,每每个个高高分分子子划划分分为为同同溶溶剂剂分分子子体体积积相相等等的的X个个链链段段,占占有有X个相连的格子。个相连的格子。现在学习的是第25页,共69页2.高分子溶液理论高分子溶液理论高分子溶液理论高分子溶液理论(2)高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量。高分子链是柔性的,所有构象具有相同的能量。(3)溶液中高分子链段是均匀分布的,即链段占有任一格子的溶液中高分子链段是均匀分布的,即链段占有任一格子的几率相几率相等。等。现在学习的是第26页,共69页2.高分子溶液理论高分子溶液理论高分子溶液理论高分子溶液
17、理论一、一、高分子溶液的混合熵(高分子溶液的混合熵(S)根据统计热力学可知体系的熵根据统计热力学可知体系的熵S与体系的微观状态数与体系的微观状态数有如下关有如下关系:系:S=kln 下下面面我我们们运运用用统统计计热热力力学学方方法法,根根据据这这些些假假设设推推导导高高分分子子溶溶液液的的混混合熵、混合热等热力学性质的表达式。合熵、混合热等热力学性质的表达式。现在学习的是第27页,共69页2.高分子溶液理论高分子溶液理论高分子溶液理论高分子溶液理论 其中:其中:N=N1+XN2式中式中N1,N2溶液中的溶剂分子及高分子的数量溶液中的溶剂分子及高分子的数量N格子数格子数Z晶格的配位数晶格的配位
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高分子 物理 溶液 性质
![提示](https://www.taowenge.com/images/bang_tan.gif)
限制150内