第三章_高分子的溶液性质课件.ppt

第3章：高分子溶液 主要内容 3.1.1 聚合物溶解过程及其特点 理想的溶液可以做为高分子溶液的参比标准。 F—H设想溶液中分子的排列是规整的、类似晶体的晶格排列。如图3-1所示。 借助于晶格模型，运用统计热力学方法，推导出高分子溶液的混合熵、混合热、混合自由能等热力学性质表达式。在推导过程中作了如下几点假定： 当 时, 0, 0，溶解自发进 行，此时的溶剂称为高分子的良溶剂。 θ状态 θ状态：高分子溶液的 =0的状态。 θ条件：使 =0的条件。 θ溶剂：θ状态下所用的溶剂。 θ温度：θ状态所处的温度。 在θ状态下： W12=W22 链段彼此接近，相互贯穿而不引起自由能的变化。 高分子呈现自然卷曲状态→链段间紧缩力=扩张力。 前提：x一定 三种情况： （1）χ1＜χ1 c 　　　或T＞Tc 曲线AHG，整条曲线曲率半径为正，即 　　　　　　 完全互溶 （2）χ1 ＞ χ1 c或T＜ Tc 曲线ABCDEFG 两个极小值φ’和φ”，两个拐点值φa和φb 。 聚合物和溶剂不能以任意比例混合成一相，还必须满足溶解的充分条件。 ① φ ＜φ’， φ ＞φ”均相 ② φ’ ＜ φ ＜ φa 　φ” ＞ φ ＞ φb亚稳 ③ φa ＜ φ ＜ φb部分互溶 （3）χ1 = χ1 c 或 T= Tc 曲线AIG 极值和拐点值相同。 讨论： 讨论： 改变χ1或者说改变温度得到系列 曲线。 将各曲线极小值(称双节点)连接，得两相共存线(即双节线 Binodal curve）； 将各曲线拐点(称旋节点)连接，可得亚稳极限线(即旋节线， Spinodal curve)。 3.6 高分子浓溶液 高分子浓溶液的主要特征 1、粘度的不稳定性 粘度不均一 分相 凝胶化—失去流动性 2、高分子浓溶液的粘度和分子形态与制备历程有关 因此，用同一种高分子，制备相同浓度的溶液，其粘度可以相差很大。 （一）、增塑作用 在高聚物材料工业中，为了便于成型加工，改进某些性能，可以用物理方法、化学方法降低Ｔｇ及Ｔｆ（加工温度），增加高分子材料的流动性、可塑性和柔韧性，扩大应用范围，此作用叫增塑作用。 　　　　　所加的降低粘度的物质叫做增塑剂（plasticizer）。 增塑剂（粘度） 聚合物（粘度） 10-3Pa.s 1012Pa.s 聚合物增塑后： Tg↓ 柔软性↑ 拉伸强度↓ Tb↓ 冲击强度↑ 电性能↓ Tf↓ 断裂伸长率↑ 即加工性能和使用性能都有了改善。 （二）、增塑的机理 一般认为增塑作用在于增塑剂的加入减弱了高分子链间相互作用，可由增塑前后材料的Tg的改变来评价。 非极性聚合物使用非极性增塑剂—主要靠增塑剂的“隔离作用“来减小高分子链间的相互作用。因此 △T=（Tg)前－（Tg)后=αφ α为比例系数，φ为增塑的体积分数。 极性聚合物使用极性增塑剂—主要靠增塑剂的“极性代替作用”，部分破坏了原来极性高分子链间的物理交联点，因此， △T=（Tg)前－（Tg)后=βn β为比例系数，n为增塑剂的mol数。 实际上，对聚合物的增塑往往兼有以上两种效应 3.6.2 聚合物溶液纺丝 聚合物熔体