高分子材料概论第三章高分子溶液及相对分子质量.ppt

第三章 高分子溶液及相对分子质量 高分子溶液 研究 高分子溶液是研究单个高分子链结构的最佳方法 　 高分子溶液是高分子溶解于低分子溶剂中形成的二元或多元体系组成的真溶液。 　　高分子稀溶液浓度：＜1% 　　高分子浓溶液浓度：＞25% 定义 高分子溶液 应用 粘合剂 涂料 溶液纺丝 增塑 共混 一、高分子的溶解 　　●非晶态高聚物的溶解 　　 条件：足够量的溶剂、一定量的非晶态高聚物 高分子溶解缓慢，分两阶段： （1）溶剂化溶胀过程，溶剂分子缓慢渗透进入高分子中，使高分子胀大； （2）是线型和支化高分子就溶解，而交联高分子仍保持溶胀，不溶解。 §3-1　高分子溶液基本理论（p40） 　　 溶解过程与运动单元： 　　溶解过程的关键步骤是溶胀（swelling）。其中无限溶胀就是溶解，而有限溶胀是不溶解。 运动单元：溶剂分子 　　　　　部分链段 运动单元：溶剂分子 　　　　　大部分链段 　　　　　少部分高分子链 运动单元：溶剂分子 　　　　　所有链段 　　　　　所有高分子链 溶胀 无限溶胀 ●结晶高聚物的溶解 　　▲非极性结晶高聚物的溶解 　　条件：足够量的溶剂，一定量的非极性结晶高聚物，并且加热到熔点附近。 　　溶解过程：加热使结晶熔化，再溶胀、溶解。 　　▲极性结晶高聚物的溶解 　　条件：足够量的强极性溶剂，一定量的极性结晶高聚物，不用加热。 　　溶解过程：通过溶剂化作用溶解。 ～C－N－R－C－N～ O H H O ～N－C－R－N－C～ O H H O ＋－ －＋ －＋ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ ～C　　R　　N～ O H H O N　　O ～C　　R　　N～ O H H O N　　O －＋ ＋－ ＋－ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ －＋ ＋－ ＋－ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ ＋－ －＋ －＋ －＋ 　　●高聚物溶液的一般特性 　　●聚电解质（polyelectrolyte）溶液 　　定义：含有可离解基团的一类高聚物所组形成的液体。 　　应用： 高聚物溶液的一般特性 高聚物溶解过程比小分子物质慢得多 高聚物溶液黏度比同浓度的小分子溶液黏度大得多 多数高聚物溶液都能抽丝成膜 多数高聚物溶液遵循宏观热力学规律 聚电解质的应用 絮凝剂 分散剂 催化剂 增稠剂 泥浆处理剂 土壤增湿剂 二、溶剂的选择 　　 　　 ●极性相似原则：即极性大的溶质溶于极性大的溶剂，反之亦然。 ●溶剂化原则：即溶剂对高分子具有溶剂化作用，一般要求高分子和溶剂在分子结构上应分别具有亲电子体和亲核体。 ●溶解度参数相近原则：溶解度参数为内聚能密度的平方根，对于非极性高分子，溶剂与高分子的溶解度参数差小于3.5（J/CM3)1/2时可以发生溶解。 溶剂选择的原则 极性相似原则 溶剂化原则 溶解度参数相近原则 EAA EAB EBB EAB EAA EBB EAB≥EAA EAB≥EBB EAA≥EAB EBB≥EAB 混溶体系 不混溶体系 分子A 分子B 聚合物是由一系列分子量（或聚合度）不等的同系物高分子组成，这些同系物高分子之间的分子量差为重复结构单元分子量的倍数，这种同种聚合物分子长短不一的特征称为聚合物的多分散性 聚合物的分子量或聚合度是统计的，是一个平均值，叫平均分子量或平均聚合度。 I.聚合物的多分散性 II. 平 均 分 子 量 （1） 聚合物的多分散性与平均分子量 §3-2　高聚物相对分子质量及其分布 假设某一聚合物样品中所含聚合物分子总数为n，总质量为w，其中，分子量为Mi的分子有ni摩尔，所占分子总数的数量分数为Ni，则Ni = ni/n，其质量为wi = niMi，其质量分数为Wi = wi/w，∑ni = n,∑wi = w,∑Ni =1,∑Wi =1。 数 均 分 子 量 ∑niMi Mn = ∑NiMi = = w/n ∑ni 按分子数统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子的数量分数Ni与其分子量Mi乘积的总和, 以Mn表示。 平均分子量的统计可有多种标准，其中最常见的是重均分子量和数均分子量。 重均分子量 按质量统计平均，定义为聚合物中分子量为Mi的分子所占的重