《高分子物理》《高分子物理》课程团队:李彩虹余旺旺栗娟苏珺晶态聚合物的溶解(1)结晶高聚物的溶解特征热力学稳定相态,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
溶解有两个过程(先熔融再溶解):①首先吸热,分子链开始运动,晶格被破坏,即结晶高聚物的熔融②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,即熔融高聚物的溶解
溶解不仅与分子量大小有关,更重要的是与结晶度有关,结晶度↑,溶解度↓
结晶聚合物:先溶胀无定形区,在晶体熔点附近的温度使晶体解体后溶解先熔融,后溶解(2)非极性结晶高聚物的溶解常温下不溶解,必须用加热的方法升高温度至Tm附近,待结晶熔融后,小分子才能进入高聚物内部,使高聚物溶涨溶解
例:HDPE(Tm=135oC)在120℃以上才开始溶于四氢萘
有规PP(Tm=134oC);全同PP(Tm=180oC)在130℃下与十氢萘很好混合--溶解
交联LDPE在甲苯溶液中回流测其交联度(100℃)(3)极性结晶高聚物的溶解①方法同上(加热升高温度至Tm附近)
②极性结晶高聚物可于室温下溶于极性强的溶剂中
原因:结晶中非晶部分与极性溶剂发生混合时,两者发生强烈作用(如生成H键)而放出大量热
此热足以破坏晶格,使结晶部分熔融
例:尼龙66,Tm=265℃,室温下可溶于苯酚、甲酚等溶剂
涤纶室温下可溶于间甲苯酚
如果浓度很低,溶解的分子链以线团形式分散在溶剂中,线团包容的溶液体积称为扩张体积Ve溶液中的分子链cc*c>c*时,扩张体积相互重叠故c*称为临界交叠浓度或接触浓度溶液浓度c=c*时,线团的扩张体积恰好充满空间cc*故浓度高于c*时高分子链必然缠结分子链缠结的条件:①柔性链②浓度高于交叠浓度③分子链达到一定长度,即分子量大于临界分子量Mc临界分子量Mc:分子量低于Mc的分子链称为低聚物,无论浓度多高也不会