高分子溶液

0 的条件，
溶度参数
所以
CED E V
1 E1 V 1
C.E.D:内聚能密度
，
2 E 2 V
2
代入Hildebrand溶度公式得：
H VM 1 2 ( E1 E 2 )2
V1
V2
(1)小分子溶剂的溶度参数由ClapeyronClausius公式计算： ①先求得 H（摩尔蒸发热） V
1.溶胀： 溶剂分子渗入聚合物内部，即溶剂分 子和高分子的某些链段混合，使高分子体积膨 胀 2.溶解：高分子被分散在溶剂中，整个高分子 和溶剂混合 溶解度与分子量的关系：分子量大，溶解度小； 分子量小，溶解度大
交联聚合物中，由于存在交联键，使得溶胀达 到一定程度后，不在继续胀大，而是处于一种 溶胀平衡状态。
What Why
is polymer solution? to study polymer solution?
to study polymer solution?
HOW
传统上 广义上
在理论研究方面: 高分子溶液是研究单个高 分子链结构的最佳方法 在实际应用方面:

粘合剂
涂料
溶液纺丝
1.特点 ① 热力学稳定相态，分子链排列紧密、规整， 分子间作用力大，所以溶解要比非晶聚合物 困难得多。 ② 溶解有两个过程：首先吸热，分子链开始运 动，晶格被破坏，形成熔融态聚合物。然后 被破坏晶格的聚合物与溶剂发生作用，同非 晶聚合物一样，先发生溶胀，再溶解。
1）. 非极性结晶聚合物的溶解（要加热）
HM < TSM 能进行溶解。所以，HM 越小越有利于溶
解的进行
如何计算HM ?
H VM 1 2 (1 2 )

第三章
高分子的溶液性质
大多数线形和支链形高聚物均可自发地溶于适当 的溶剂中，形成高分子溶液。同小分子溶液一样，高 分子溶液也是分子分散体系，处于热力学平衡状态， 具有可逆性，服从相平衡规律，因而高分子溶液也是 能用热力学状态函数描述的真溶液。 高分子溶液是科学研究和生产实践中经常接触的 对象，按照浓度大小，高分子溶液可以分为浓溶液和 稀溶液。
(3-16)
高分子溶液的混合熵△SM 是指体系混合前后熵的变 化，式(3-16)表示混合后溶液的熵，混合前的熵为纯 溶剂和高聚物两部分组成，因为纯溶剂只有一种微 观状态，所以S溶剂＝0，而高聚物的晶态、取向态以 及解取向态的熵值都不同，在此把高聚物的解取向 态作为混合前高聚物的微观状态，则S高聚物≠0，令式 (3-16)中N1＝0，可以得到，
混合过程：0.5 [1—1] + 0.5 [2—2] = [1—2]
式中符号1表示溶剂分子，符号2表示高分子的一 个链段，符号[1—1] 、[2—2] 、[1—2]分别表示相邻 的一对溶剂分子，相邻的一对链段和相邻的一个溶剂 与链段对。
生成一对[1—2]时能量的变化：
式中ε11、ε22、ε12分别表示他们的结合能 如果溶液中形成了P12 对 [1—2] 分子，混合时没有体 积的变化，则高分子溶液混合热△HM
一般将浓度超过5%(质量百分数)的高分子溶 液称为浓溶液。在生产实践中经常应用高分子浓 溶液，例如纺丝用的溶液(浓度超过15%)、油漆和 涂料(浓度超过60%)、粘合剂、增塑塑料、制备复 合材料用的树脂溶液等。对于高分子浓溶液的研 究主要侧重于应用，如高分子浓溶液的物理-力学 性能、高分子浓溶液的流变形为等。由于浓溶液 的复杂性，至今没有成熟的理论来描述其性质。
高分子稀溶液浓度一般在1%以下，关于高分 子稀溶液的热力学理论研究的比较深入。

❖ 采用压裂措施，不仅能够解除近井地层或油气井井 壁堵塞，且能将裂缝延伸至数十米、数百米以上， 扩大了泄油面积，提高了导流能力。一次大型压裂， 总用液量达3000m3，砂子500m3以上。这样大量 流体压入裂缝，就要求工作液具有良好的造缝性、 悬砂性、摩擦阻力小、滤失量低，且不伤害地层， 即不乳化不沉淀，对地层不堵塞等性能。
❖ 实际增塑剂大多数兼有以上两种效应。增塑剂不仅 降低了Tg ，从而在室温下得到柔软的制品；增塑剂 还降低了Tf ，从而改善了可加工性。
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选择增塑剂主要应考虑以下几个方面：
（1）互溶性，选择原则与溶剂的选择一样。 （2）增塑效率。能显著降低玻璃化温度Tg和流
动温度Tf，提高产品弹性、耐寒性、抗冲击强 度等。 (3）耐久性。包括耐老化、耐光、耐迁移、耐 抽出等性能。 （4）其他性能（稳定性、安全。无毒。价格合 适等）。
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❖利用外加增塑剂来改进聚合物成型加工及 使用性能的方法通常称为外增塑。对有些 聚合物如一些结晶性聚合物和极性较强的 聚合物，外增塑效果不好，可采用化学的 方法进行增塑，即在高分子链上引入其它 取代基或支链，使结构破坏，链间相互作 用降低，分子链变柔，易于活动，这种方 法称为内增塑。
二、纺丝溶液
2、极性增塑剂─极性聚合物体系
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❖ 主要靠增塑剂的“极性替代作用”：增塑剂利用其 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，从而破坏 了原极性高分子间的物理交联点，使链段运动得以 实现。因此使高聚物玻璃化温度降低值△Tg 与增塑剂 的摩尔数n成正比，与其体积无关：△Tg =βn。
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➢ 干法：由喷丝头喷出液体细流，进入热空气套筒， 使细流中的溶剂遇热汽化，蒸气被热空气带走，高 聚物凝固成纤维。

关于高分子溶液的叙述
高分子溶液是指由高分子聚合物与溶剂相互作用而形成的溶解体系。

高分子溶液的研究在科学界具有重要的地位，因为它们涉及到许多不同领域的应用，如材料科学、生物医学等。

以下是对高分子溶液的一些基本叙述。

高分子溶液的形成是由于高分子聚合物与溶剂之间的相互作用力。

高分子聚合物通常具有极高的分子量，包含许多重复单元。

在溶剂中，这些高分子聚合物链会发生各种相互作用，如链间相互吸引力、链内力、静电相互作用等。

在高分子溶液中，溶剂起到分散高分子链的作用。

溶剂与高分子链之间的相互作用力可以将高分子链分散在溶液中，形成稳定的溶液体系。

这种分散作用可以使高分子溶液具有特殊的性质，如流变学行为、溶解度等。

高分子溶液的性质受到多种因素的影响，如高分子的分子量、高分子与溶剂之间的相互作用力、温度等。

其中，高分子的分子量是影
响高分子溶液流变学行为的关键因素。

随着高分子分子量的增加，高分子链之间的相互作用力增强，从而使得高分子溶液的黏度增加。

此外，高分子溶液的浓度也会对其性质产生影响。

当高分子溶液浓度较低时，高分子链之间的相互作用力较弱，溶液呈现出流动性较好的特点。

然而，随着高分子溶液浓度的增加，高分子链之间的相互作用力增强，溶液会呈现出更加粘稠的特性。

总之，高分子溶液是由高分子聚合物与溶剂相互作用而形成的溶解体系。

它们具有广泛的应用领域，并且受到多种因素的影响。

通过深入研究高分子溶液的性质和行为，我们可以更好地理解和应用这些重要的材料。