高分子溶液

第三章习题

1?溶度参数：2. Huggins参数：3.第二维利系数：4.8溶液：

二、选择答案

1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中，常温下不能溶解的为（A ）。

A、聚乙烯，

B、聚甲基丙烯酸甲酯，

C、无规立构聚丙烯，

D、聚氯乙烯

2、高分子溶液与小分子理想溶液比较，说法正确的是（C ）。

A、髙分子溶液在浓度很小时，是理想溶液。

B、高分子溶液在0温度时，△u]E=o,说明高分子溶液是一种真的理想溶液。

C、髙分子溶液在0条件时，都不是理想值，不是理想溶液。

D、髙分子溶液在0条件时，高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。

3、聚合物溶度参数一般与其（A ）无关。

A、分子量

B、极性大小

C、分子间力

D、内聚能密度

4、Huggins参数加在0温度下的数值等于（B ）

A、0.0,

B、0.5,

C、1.0,

D、2.0

5、溶剂对聚合物溶解能力的判泄原则，说法错误的是（B ）。

A、“极性相近“原则

B、“高分子溶剂相互作用参数X|大于0.5”原则

C、“内聚能密度或溶度参数相近“原则

D、“第二维修系数A2大于0“原则

6、下列四种溶剂（室温下Huggings相互作用参数）中，室温能溶解聚氯乙烯的为（A ）0

A、四氢咲喃（血=0.14）

B、二氧六环（0.52）

C、丙酮（0.63）,

D、丁酮（1.74）

7、下列四种溶剂中，对PVC树脂溶解性最好的是（A ）。

A环己酮，B苯，C氯仿，D二氯乙烷

8、同一种聚合物在（A ）中，其分子链的均方末端距最大。

A、良溶剂，

B、浓溶液，

C、熔体，

D、0溶液

三、填空题

1、Hu要ins参数 _______________ 和______________ 都表征了高分子“链段”与溶剂分子间之间的相互作用。

2、判左溶剂对聚合物溶解力的原则有⑴极性相近原则、（2）溶度参数相近原则

和(3).

3、在髙分子的0溶液中，Huggins参数/!= 1/2 第二维列系数A?= 0 ,此时髙

分子链段间的相互作用力等于高分子链段与溶剂分子间的作用力。

四、回答下列问题

1、为何称髙分子链在其0溶液中处于无扰状态？0溶液与理想溶液有何本质区別？

3、如何测求出聚合物的溶度参数？

答：溶度参数：通常把内聚能密度的平方根定义为溶度参数。CD黏度九似尚分子溶液有最大特性黏数的溶剂的/対应于离分了的&

（2）溶胀度运，将高分了煎度交联后达到平衡溶胀时冇最大溶胀度的血高分子的/

（3）基团加和法佔算，以卜是Small等提出的摩尔棊团加和

法的计算式:

式中：心是基团对/的贡献，?为链节中该基团的数目,

晶相聚合物、非极

剂、不良溶剂、0溶剂：髙分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何？

解：A >0,/,<|,6/ >1为良溶剂，此时A//…f <0,AG,…<0,溶解能自发进行，高分子链 2

在溶液中扩张伸展；

人2<°，1为不良溶剂，此时△ H,… > 0 ,溶液发生相分离，高分子在溶液中紧 缩沉淀： 人2=°，乙=丄，"=1为。溶剂，此时与理想溶液的偏差消失，髙分子链不胀不缩，处于一 2 种自然状态。

9 一种聚合物溶液由分子量“2=106的溶质（聚合度X=1Q4）和分子g;Ml=102的溶剂组成, 构成溶液的浓度为1% （重疑百分数），试计算：

（1）此聚合物溶液的混合爛加（髙分子）：

⑵依照理想溶液计算的混合爛“,”（理想）：

（3）若把聚合物切成104个单体小分子，并假定此小分子与溶剂构成理想溶液时的混合爛 （4）由上述三种混合爛的计算结果可得岀什么结论？为什么？ 解：由题意，浓度c 二1%可知

设此溶液为0.1kg,相当于高分子0. 001kg,溶剂0. 099kg,则 摩尔数 n A

=0.099/0.1 = 0.99

(1) A5/n (高分子)=-R(n } In 叭 + n 2 In g)

（2）摩尔分数：

好厲=°" 2

n A + n 2 0.99 + 10" (3)切成10’个小分子时，

摩尔数 n } =0.99 ,

z?2 =1/M O =X7/M=1O 4/1O 6 =0.01 摩尔分数 0 99 "0.99+0.0 严妙

-2=0.01 （4）由计算结果可见：

因为髙分子的一个链节相当于一个溶剂分子，但它们之间毕竟有化学键，所以其构象数 目，虽比按一个小分子计算时的理想溶液混合嫡大得多，但小于按10：个完全独立的小分子 的构象数。

7为聚合物摩还鯉 为链节摩尔质屋。

性结晶聚合物、极性结晶聚合物及交联聚合物的溶解幹有什么特点？

解：（I ）对非晶相聚合物的溶解特点是? I 大I 为非晶态高聚物分子的堆砌比较松懈，分子间的互相作用较弱. 因此溶剂分子比较容易进入到岛聚物内部，先使表面溶剂化.然后进入到内部，使其溶胀，体积増大.最 后达到溶解。

阳+吧

和詁洽"%

体积分数始=一」 n } + xn 2 0.99

0.99 + 104-10"6

= 0.99

（2）对非极性结晶岛聚物.在室溫很难溶解.需要升岛温度.甚至升到熔点附近.待晶态转变为非晶态后. 小分子溶剂才能能够渗入到商聚物内部而逐渐溶解。如岛密度PE的Tm=l35c C ,它在十氢蔡中要135C 才溶解c

（3）极性结晶高聚物.

结晶商聚物的洛解.结晶商聚物是处于热力学稳定状态.分子排列紧密和规整.分子

间作用力大，故它的溶解要比非晶态商聚物困难的篡，但是极性结晶商聚物，在适、"I的强极性溶剂中可以

在常溫下发生溶解。这是因为结晶聚合物中含有部分非晶成分.、”I他与溶剂接触时。溶剂与非晶部分强烈

的相互作用.产生放热效应?是结晶部分晶格破坏?这时就可以被溶剂化作用.而溶解.如聚酰胺在室温下可溶于苯酚.甲醛中。

（4）交联高聚物

由于三维交联的聪仔，溶胀到一定程度后.无论放宜藝长时间，溶胀体积不变.更不能洛解。这是因为化学键的存在，使商分子具有一定的张力，小分子进入到商聚物中产生渗透压，渗透压与张力作用相等时，也就是达到溶胀平衡时.这时小分子溶剂进入到髙聚物的数虽与小分子溶剂从商聚物种出來的数虽相等，因而体积不变.所以不能溶解°

五、计算题

1、计算下列三种情况下溶液的混合烧，讨论所得结果的意义。

（1） 99X22个小分子A与山个小分子B相混合（假设为理想溶液）：

（2）99X1012个小分子A与IO*个大分子B （设每个大分子“链段”数x=104）相混合（假

设符合均匀场理论）：

（3）99X1012个小分子A与IO"个小分子B相混合（假设为理想溶液）。

2、在20°C将105mol 的聚甲基丙烯酸甲酯（M n=10\p=1.20g/cm* 1 2 3）溶于179g 氯仿（ = 1.49g/cm3）中，试计算溶液的混合爛、混合热和混合自由能。（已知力=0.377）

12写岀三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶

高分子的溶液性质

第三章高分子的溶液性质 §1 引言 ?为什么研究？高分子溶液是科学研究和生产实践经常接触的对象；?研究高分子溶液的性质将加强我们对高分子结构与性能规律的认识。?对指导生产和发展高分子的基本理论有重要意义。 高聚物溶液从广义上包括稀溶液（1%）、浓溶液（纺丝液、油漆等）、冻胶、凝胶、增塑高分子、共混高分子等 粘合剂涂料溶液纺丝 增塑共混 一、对高分子溶液性质研究的二个方面：

（1）在应用上，主要用高分子浓溶液（15％以上）， 对这方面的研究着重于： 高分子溶液的流变性能和成型工艺的关系； （2）在基本理论上，主要用稀溶液（1％或5％以下）， 研究着重于： ●高分子间的相互作用 （高分子链段间及链段与溶剂分子间）； ●高分子在溶液中的形态与尺寸； ●高分子溶液的热力学性质 包括溶解过程体系的焓、熵和体积变化（高分子－溶剂体系的混和热、 混合熵、混合自有能），溶液渗透压等； ●高分子溶液的流体力学性质 （高分子溶液的沉降、扩散、粘度） ●高聚物相对分子质量及其分布 二、高分子溶液性质的特点 （1）溶液性质受浓度的影响（动态接触浓度C s，接触浓度C*, C s< C*）；（2）高分子溶液的粘度一般比小分子纯溶剂要大的多； （3）高分子溶液是处于热力学平衡状态的真溶液； （4）高聚物的溶解、沉淀是热力学可逆过程； （5）高分子溶液是分子分散的，

可以用热力学函数来描述的稳定体系； （6）高分子溶液的行为与理想溶液有很大偏差； （7）高分子溶液的性质有分子量依赖性， 而分子量有多分散性，因而增加了研究的复杂性。 §2 高聚物的溶解过程 一、溶解过程 （1）溶解过程的复杂性： 高聚物的溶解存在热力学复杂和动力学缓慢两个特点。 ●分子量大且具有多分散性，导致溶解速度缓慢； ●分子的形状有线形、支化和交联； ●高分子的聚集态又有非晶态和晶态之分。 （2）非晶态聚合物的溶解： 分子堆砌松弛，分子间相互作用弱， 溶剂分子易于渗入内部溶胀和溶解 ●具有先溶胀后溶解的特有现象 （溶剂化由表及里的过程，因分子量大且分子链纠缠，溶剂小分子很快进入大分子使链段运动，但整链运动需要很长的时间）； ●有限溶胀，在交联结构或不良溶剂下，则只溶胀到一定程度。

高分子溶液性质及其的应用

第八章高分子溶液性质及其应用 第一部分内容简介 §8.1 高分子的溶解 一.溶解的过程： 非交联高聚物：溶胀溶解； 结晶高聚物：晶区破坏→再溶解 交联高聚物：只溶胀 特点：(1) 溶胀→溶解，对结晶高聚物则是先 (2) 溶解时间长 二.溶剂的选择原则 1. 极性相近原则: 非极性体系PS ：苯甲苯丁酮 2. 溶度参数相近原则: δ=(ΔE/V)1/2 △Fm=△Hm-T△Sm<0 T>0,△Sm>0,则△Hm

CH 2NH 2>C 6H 6NH 2>—CO —N(CH 3)2>—CO —NH> PO 4 >—CH 2—CO —CH 2>CH 2—O —CO —CH 2>—CH 2—O —CH 2— 亲电(酸) 基团有： —SO 2OH>—COOH>—C 6H 4OH>—CH(CN)—>—C(NO 2)—>—C(Cl)—Cl> —C(Cl)— §8.2 高分子稀溶液热力学 理想溶液性质 △S mi =-R(N 1lnx 1+N 2lnx 2) △H mi =o △F mi =RT(n 1lnx 1+n 2lnx 2) 高分子稀溶液(Flory-Huggin 理论) 假设(1) 每个溶剂分子和链段占有格子的几率相同 (2)高分子链是柔性的,所有构象能相同 思路: △μ→△F →△S m =? △H m =? 一、△S m 的求法 设溶剂分子数为N 1链,大分子数为N 2 每个链段数为x 则格子总数为N=N 1+xN 2 若已放入i 个链,则i +1个链的放法数为w i +1 第1个链段放法为 N-iN 2 第2个链段放法为 N iN N z 1 2-- 第3个链段放法为 N xj N z 2 ) 1(---

第三章 高分子的溶液性质

第三章高分子的溶液性质 高聚物以分子状态分散在溶剂中所形成的均相混合物称为高分子溶液，它是人们在生产实践和科学研究中经常碰到的对象。高分子溶液的性质随浓度的不同有很大的变化。就以溶液的粘性和稳定性而言，浓度在1％以下的稀溶液，粘度很小而且很稳定，在没有化学变化的条件下其性质不随时间而变。纺丝所用的溶液一般在15％以上，属于浓溶液范畴，其粘度较大，稳定性也较差，油漆或胶浆的浓度高达60％，粘度更大。当溶液浓度变大时高分子链相互接近甚至相互贯穿而使链与链之间产生物理交联点，使体系产生冻胶或凝胶，呈半固体状态而不能流动。如果在高聚物中加入增塑剂，则是一种更浓的溶液，呈固体状，而且有—定的机械强度。此外能相容的高聚物共混体系也可看作是一种高分子溶液。 高分子的溶液性质包括很多内容： 热力学性质：溶解过程中体系的焓、熵、体积的变化，高分子溶液的渗透压，高分子在溶液中的分子形态与尺寸，高分子与溶剂的相互作用，高分子溶液的相分离等； 流体力学性质：高分子溶液的粘度、高分子在溶液中的扩散和沉降等；光学和电学性质：高分子溶液的光散射，折光指数，透明性，偶极矩，介电常数等。 本章将着重讨论高分子溶液的热力学性质和流体力学性质。 第一节高聚物的溶解 3．1．1高聚物溶解过程的特点 ※高聚物的溶解过程要经过两个阶段，先是溶剂分子渗入高聚物内

部，使高聚物体积膨胀，称为“溶胀”；然后才是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系。对于交联的高聚，只能停留在溶胀阶段，不会溶解。 ※溶解度与高聚物的分子量有关，分子量大的溶解度小，对交联高聚物来说，交联度大的溶胀度小，交联度小的溶胀度大。 ※晶态高聚物的溶解比非晶态高聚物要困难得多：非晶态高聚物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因此溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用力很强，以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难。 3．1．2 高聚物溶解过程的热力学解释 溶解过程是溶质分子和溶剂分子互相混合的过程，在恒温恒压下，这种过程能自发进行的必要条件是Gibbs自由能的变化△F＜0。即: 式中T是溶解时的温度，△S M是混合熵。因为在溶解过程中，分子的排列趋于混乱，熵的变化是增加的，即△S M＞0，因此△F的正负取决于混合热△H M的正负及大小。 1）对于极性高聚物在极性溶剂中，由于高分子与溶剂分子的强烈相互作用，溶解时放热△H M＜0，使体系的自由能降低(△F＜0)，所以溶解过程能自发进行。 2）对非极性高聚物，溶解过程一般是吸热的(△H M＞0)，故只有在∣△H M∣＜T〃∣△S M∣时才能满足上式的溶解条件。也就是说升

高分子溶液习题

1．用于分级的高分子溶液应选择( ) A．θ溶液B．稀溶液C．浓溶液D．理想溶液 2．高分子-溶剂体系的x1为时，稀溶液中的高分子（） A．沉淀析出 B．处于无扰状态 C．没有沉淀析出 D．无法预测3．下列高聚物中，哪些在室温下可以溶解（） A．尼龙—66 B．涤纶 C．高密度PE D．聚醋酸乙烯酯 4．下列参数中，哪些可作为选择溶剂的依据（） A．均方末端距 B．模量E和模量G C．溶度参数δ D．相互作用参数x1 E．第二维利系数A2 F．特性粘度 5．在良溶剂中，线型聚合物能够（）交联聚合物不能溶解，只能（）A．溶解 B．溶胀 6．通常非极性的结晶聚合的在（加热）下溶解，而非晶态聚合物的溶解对（温度）要求不高。 A．加热 B．温度 C．降温 D．压力 7．欲用乙醚（δ=）和乙腈（δ=）溶解氯醋共聚物（δ=），最佳比乙醚占（B）%、乙腈占（）%。 A． B． A． B． 8．下列在室温下有溶剂的高聚物是（） A．PE B．PA-66 C．PS D．PMMA E．硫化橡胶 F．PP G．酚醛塑料 H．定向聚合PS I．聚乙酸乙烯酯 9．下列在室温下无溶剂的高聚物是（）

A ．PE B ．PA-66 C ．PS D ．PMMA E ．硫化橡胶 F ．PP G ．酚醛塑料 H ．定向聚合PS I ．聚乙酸乙烯酯 10．反映高分子在溶液中形态的参数有（ ） A ．212,,,,x A a αh B ． 11．选择溶剂的原则是（ ） A ．相似相溶观则 B ．内聚内密度或溶度δ C．相似规则溶剂化规则 12．交联高聚物交联点间的平均分子量越大，则交联度（ ）溶胀度（ ） A ．小 B ．大δ C．相等 13．高分子一溶剂体系的x 1为时，稀溶液中的高分子（ ） A ．沉淀析出 B ．处于无扰状态 C ．没有沉淀析出 D ．无法预测 二、计算题 1. 磷酸-苯酯（δ1=）是聚氯乙烯（δ=）的增塑剂，为了加强它们之间的相溶 性，需加入一种稀释剂（（3.16'1=δ，分子量为350），求其加入的最佳量。 解：设加入稀释剂的体积分数为1φ，重量为1W ，由溶剂混合法则： )1(111'1φδφδδ-+=P 113.16)1(6.194.19φφ+-= 解出06.01=φ，94.0112=-=φφ，若取磷酸三苯酯100份，其分子量=326， 350 /326/100350/06.011W W += 85.61=∴W （份）

水溶性高分子及其应用

水溶性高分子及其应用 马建 常州轻工职业技术学院 10线缆331 1013433138 摘要：水溶性高分子材料是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶解或溶胀而形成溶液或分散液。它具有性能优异、使用方便、有利环境保护等优点，广泛应用于国民经济的各个领域。本文主要论述了水溶性高分子材料的概念、分类、功能和应用、以及研究发展现状及前景。 关键词：水溶性 高分子 发展应用 1、 水溶性高分子的概念 水溶性高分子化合物又称为水溶性树脂或水溶性聚合物。通常所说的水溶性高分子是一种强亲水性的高分子材料，能溶解或溶胀于水中形成水溶液或分散体系”。在水溶性聚合物的分子结构中含有大量的亲水基团。亲水基团通常可分为三类：①阳离子基团，如叔胺基、季胺基等；② 阴离子基团，如羧酸基、磺酸基、磷酸基、硫酸基等；③极性非离子基团，如羟基、醚基、胺基、酰胺基等。 2、分类 a 、按来源分类 1 ）天然水溶性高分子。 天然水溶性高分子以植物或动物为原料，通过物理的或物理化学的方法提取而得。许多天然水溶性高分子一直是造纸助剂的重要组分，例如常见的有表面施胶剂天然淀粉、植物胶、动物胶 （干酪素）、甲壳质以及海藻酸的水溶性衍生物等。 2）半合成水溶性高分子 。 这类高分子材料是由上述天然物质经化学改性而得。用于造纸工业中主要有两类：改性纤维素 （如羧甲基纤维素） 和改性淀粉 （如阳离子淀粉）。 3）合成水溶性高分子。 此类高分子的应用最为广泛，特别是其分子结构设计十分灵活的优势可以较好地满足造纸生产环境多变及造纸工业发展的要求。 b 、按分子量分类 可分为低分子量、高分子量、超高分子量 C 、按用途分类 可分为驱油剂（聚丙烯酰胺、改性淀粉、瓜胶），絮凝剂（聚丙烯酸、改性纤维素、壳聚糖） 3、功能 O OH O OH O CH 2OH OH O OH O CH 2OH OH O OH COOH

高分子电解质及其应用

高分子电解质及其应用 聚电解质也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电离的基团。 基本介绍: 也称高分子电解质，是一类线型或支化的合成和天然水溶性高分子，其结构单元上含有能电离的基团。可用作增稠剂、分散剂、絮凝剂、乳化剂、悬浮稳定剂、胶粘剂等。不溶性体型聚电解质归入离子交换树脂 基本分类： 聚电解质按电离的基团可分为:①聚酸类:电离后成为阴离子高分子,如聚丙烯酸（见结构式a）、聚甲基丙烯酸(b)（见丙烯酸聚合物）、聚苯乙烯磺酸(c)、聚乙烯磺酸(d)、聚乙烯磷酸(e)等；②聚碱类:电离后成为阳离子高分子,如聚乙烯亚胺唚CH2-CH2-NH唹、聚 聚电解质分子式 乙烯胺(f)、聚乙烯吡啶(g)等。此外，还有无机类的聚磷酸盐(h)、聚硅酸盐(i)和天然的核酸、蛋白质。后二者因一分子中具有酸性和碱性两种可电离的基团，所以称为高分子两性电解质。 补充： 按来源：天然高分子电解质、化学改性高分子电解质、合成高分子电解质 按形态：高分子全固态电解质、分子凝胶电解质

按离子类型：阳离子聚电解质、阴离子聚电解质、两性高分子电解质 按结构：主链带离子团的高分子电解质、侧链带梳状离子基团的高分子电解质、 中性单体与离子单体的共聚物 按传输离子：质子导电电解质、离子导电电解质 按高分子基团：醚类、酯类、胺类等 高分子电解质的制备 （1）阳离子聚电解质的合成： 1）单体共聚法：通过阳离子型单体的共聚反应获得阳离子聚电解质。该方法由于阳离子单体种类有限，合成工艺复杂和制备成本较高等缺点，应用受到限制。 2）高分子化学反应法：以天然或合成高分子为母体，通过高分子链上的基团与阳离子化试剂的化学反应，获得阳离子聚电解质的方法。与1）比较合成工艺相对简单，目前应用较多的有天然高分子如淀粉、纤维素等和合成高分子如PS、 PVC、聚乙烯醇等阳离子化改性物。 （2）阳离子聚电解质的合成 1）聚丙烯酸盐的合成：首先由丙烯酸或丙烯酸酯与金属的氢氧化物中和或皂化制备（甲基）丙烯酸的铵、钠、钾、镍等盐的单体，然后用水溶性氧化还原引发剂引发丙烯酸盐单体的自由基水溶液聚合。 2）聚苯乙烯磺酸盐的合成：有两条合成路线，一是苯乙烯磺酸盐聚合，二是苯 乙烯的磺化反应制备。 3）苯乙烯磺酸盐的合成：由乙烯磺酸盐钠单体在水溶液中自由基聚合制备。 4）羟甲基纤维素的合成：将富含纤维素的棉短绒或木质纸浆纤维用氢氧化钠溶液处理后，与氯乙酸钠在50-70度反应。可的羟甲基纤维素。 （3）两性高分子电解质的合成 1）阳离子单体与阴离子单体的共聚 2）离子对单体聚合：通过阴离子单体的银盐与阳离子单体的碘离子反应，或酸碱性不同单体间的中和反应制备离子对单体聚合，即可得到与溶液的PH值无关 的离子对两性高分子。 溶液性质

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用(仅供参照)

水溶性高分子聚乙烯醇的制备及其应用 * 中山大学化学与化学工程学院应用化学广州 510275 摘要：本实验采用溶液聚合法，以AIBN作为引发剂合成聚乙酸乙烯酯，然后用NaOH的甲醇溶液进行醇解，得到聚乙烯醇5.527 g，产率54.0%，之后利用红外对聚乙酸乙烯酯与聚乙烯醇进行表征。之后利用聚乙烯醇的缩醛化反应制备胶水，利用聚乙烯醇的性质制备面膜。 关键词：水溶性高分子聚乙烯醇聚乙酸乙烯酯红外光谱法 1.引言 水溶性高分子化合物又称水溶性树脂或水溶性聚合物，是一种亲水性的高分子材料，在水中能溶胀而形成溶液或分散液。1924年，德国化学家WO. Hermann和WW. Haehel首次将碱液加入到聚乙酸乙烯酯的甲醇溶液中，得到聚乙烯醇（PV A）。聚乙烯醇为白色絮状固体或片状固体，无毒无味，是使用最广泛的合成水溶性高分子，具有优良的力学性能和可调节的表面活性。PV A具有多羟基强氢键，以及单一的-C-C-单键结构，这样的结构不但使PV A具有亲水性，还有黏合性、成膜性、分散性、润滑性、增稠性等良好性能。 PV A的制备首先由乙酸乙烯酯聚合成聚乙酸乙烯酯，然后将其醇解生成PV A，其反应式如下： PVA的结构可以看成是交替相隔的碳原子上带有羟基的多元醇，因此，其发生的反应为多元醇反应，如醚化、酯化、缩醛化。聚乙烯醇和羰基化合物反应可得到缩醛化合物。本实验利用聚乙烯醇和甲醛反应，生产聚乙烯醇缩甲醛，作为胶水使用。 2.实验过程 2.1 实验仪器 三颈瓶，回流冷凝管，水浴锅，蒸汽蒸馏装置，滴液漏斗，pH试纸，培养皿，抽滤装置，滤纸，真空烘箱。 2.2 实验试剂

偶氮二异丁腈（AIBN），甲醇，乙酸乙烯酯，NaOH，聚乙烯醇，甲酸，40%甲醛水溶液，盐酸，羧甲基纤维素，丙二醇，乙醇。 2.3 实验步骤 2.3.1聚合反应 往装有回流冷凝管的三颈瓶中加入0.03 g（0.18 mmol）AIBN，20 g（22 mL）乙酸乙烯酯和10 mL甲醇，开动搅拌。当AIBN完全溶解时，将反应体系温度升至73 ℃，在回流状态下保持反应3h，得到透明的黏稠状物。加入10 mL甲醇，搅拌0.5 h，使其成为均匀溶液。 2.3.2 除去未反应的单体 搭建如图蒸气蒸馏装置，用甲醇蒸汽除去未反应的单体。在三颈瓶I中加入甲醇和几颗沸石。三颈瓶II 为聚合物溶液。用水浴加热瓶I使甲醇蒸汽进入三颈瓶II，在60℃左右蒸出的馏分是乙酸乙烯酯与甲醇的共沸物。若室温太低蒸不出则可用65 ℃水浴加热瓶II，使单体顺利蒸出，直至瓶II温度稳定在65 ℃左右（甲醇沸点温度）。乙酸乙烯酯一定要除净，否则下步反应产物发黄。 2.3.3 聚乙酸乙烯酯的醇解反应 在上述已除去残余单体的聚合物溶液中加入浓度伟20 %的NaOH甲醇溶液，使聚乙酸乙烯酯醇解为聚乙烯醇。按照聚合物与NaOH比为1:0.3（物质的量比）的配料比加碱，碱液的加入量可按下式计算： 式中，20是聚合是乙酸乙烯酯单体的投入量；40是NaOH的相对分子质量；86是乙酸乙烯酯的相对分子质量。醇解步骤如下:把已经除去未反应的乙酸乙烯酯的聚合物溶液（其总体积约为80 mL，如过少，可用甲醇稀释），倒入250 mL烧杯中，温度控制在20 ℃，快速加入所需浓碱液并不断搅拌，片刻即有白色絮状的聚乙烯醇析出。醇解结束后，将聚合物滤出抽干，真空烘干，称量，计算产率。 2.3.4 红外光谱测定聚乙酸乙烯酯的化学结构 用溶液铸膜的方法制备聚乙酸乙烯酯薄膜：取少量稀释后的聚乙酸乙烯酯甲醇溶液，均匀地涂覆在溴化钾片上，烘干后即可用于进行红外光谱测试。 取0.25 g 聚乙烯醇样品，置于装有10mL去离子水的烧杯中，水浴加热，同时开动搅拌，使PVA完全溶解，制得聚乙烯醇溶液，将溶液均匀涂覆在溴化钾片上，烘干后进行红外光谱测试。 2.3.5 聚乙烯醇杂化妆品行业中的应用——成膜剂 利用聚乙烯醇的乳化、黏结、成膜、增稠等性能，聚乙烯醇可有效地应用于化妆品中。天然蜡、油和脂的稳定乳液可以由部分醇解的聚乙烯醇制的，冷霜、清净剂、润肤膏、油脂、刮脸膏等美容品都可以用聚乙

3第三章 高分子溶液性质及其应

第三章高分子溶液性质及其应用 第一部分内容简介 §3.1 高分子的溶解 一.溶解的过程： 非交联高聚物：溶胀溶解； 结晶高聚物：晶区破坏→再溶解 交联高聚物：只溶胀 特点：(1) 溶胀→溶解，对结晶高聚物则是先 (2) 溶解时间长 二.溶剂的选择原则 1. 极性相近原则: 非极性体系PS ：苯甲苯丁酮 2. 溶度参数相近原则: δ=(ΔE/V)1/2 △Fm=△Hm-T△Sm<0 T>0,△Sm>0,则△Hm

CH 2NH 2>C 6H 6NH 2>—CO —N(CH 3)2>—CO —NH> PO 4 >—CH 2—CO —CH 2>CH 2—O —CO —CH 2>—CH 2—O —CH 2— 亲电(酸) 基团有： —SO 2OH>—COOH>—C 6H 4OH>—CH(CN)—>—C(NO 2)—>—C(Cl)—Cl> —C(Cl)— §3.2 高分子稀溶液热力学 理想溶液性质 △S mi =-R(N 1lnx 1+N 2lnx 2) △H mi =o △F mi =RT(n 1lnx 1+n 2lnx 2) 高分子稀溶液(Flory-Huggin 理论) 假设(1) 每个溶剂分子和链段占有格子的几率相同 (2)高分子链是柔性的,所有构象能相同 思路: △μ→△F →△S m =? △H m =? 一、△S m 的求法 设溶剂分子数为N 1链,大分子数为N 2 每个链段数为x 则格子总数为N=N 1+xN 2 若已放入i 个链,则i +1个链的放法数为w i +1 第1个链段放法为 N-iN 2 第2个链段放法为 N iN N z 1 2-- 第3个链段放法为 N xj N z 2 ) 1(---

高分子溶液习题

一．选择 1．用于分级的高分子溶液应选择( ) A．θ溶液B．稀溶液C．浓溶液D．理想溶液 2．高分子-溶剂体系的x1为0.5时，稀溶液中的高分子（） A．沉淀析出B．处于无扰状态C．没有沉淀析出D．无法预测 3．下列高聚物中，哪些在室温下可以溶解（） A．尼龙—66 B．涤纶C．高密度PE D．聚醋酸乙烯酯4．下列参数中，哪些可作为选择溶剂的依据（） A．均方末端距B．模量E和模量G C．溶度参数δ D．相互作用参数x1E．第二维利系数A2F．特性粘度 5．在良溶剂中，线型聚合物能够（）交联聚合物不能溶解，只能（）A．溶解B．溶胀 6．通常非极性的结晶聚合的在（加热）下溶解，而非晶态聚合物的溶解对（温度）要求不高。 A．加热B．温度C．降温D．压力 7．欲用乙醚（δ=7.4）和乙腈（δ=11.9）溶解氯醋共聚物（δ=10.45），最佳比乙醚占（B）%、乙腈占（）%。 A．67.8 B．32.3 A．42.3 B．23.4 8．下列在室温下有溶剂的高聚物是（） A．PE B．PA-66 C．PS D．PMMA E．硫化橡胶F．PP G．酚醛塑料H．定向聚合PS I．聚乙酸乙烯酯 9．下列在室温下无溶剂的高聚物是（）

A ．PE B ．PA-66 C ．PS D ．PMMA E ．硫化橡胶 F ．PP G ．酚醛塑料 H ．定向聚合PS I ．聚乙酸乙烯酯 10．反映高分子在溶液中形态的参数有（ ） A ．212,,,,x A a αh B ． 11．选择溶剂的原则是（ ） A ．相似相溶观则 B ．内聚内密度或溶度δ C ．相似规则溶剂化规则 12．交联高聚物交联点间的平均分子量C M - 越大，则交联度（ ）溶胀度（ ） A ．小 B ．大δ C ．相等 13．高分子一溶剂体系的x 1为0.5时，稀溶液中的高分子（ ） A ．沉淀析出 B ．处于无扰状态 C ．没有沉淀析出 D ．无法预测 二、计算题 1. 磷酸-苯酯（δ1=19.6）是聚氯乙烯（δ=19.4）的增塑剂，为了加强它们之间的 相溶性，需加入一种稀释剂（（3.16'1=δ，分子量为350），求其加入的最佳量。 解：设加入稀释剂的体积分数为1φ，重量为1W ，由溶剂混合法则： )1(111'1φδφδδ-+=P 113.16)1(6.194.19φφ+-= 解出06.01=φ，94.0112=-=φφ，若取磷酸三苯酯100份，其分子量=326， 350 /326/100350/06.011W W += 85.61=∴W （份）