高分子溶液习题(2)

2020-04-03 10:20

θ温度?

答案:通过选择合适的溶剂和温度,满足超额化学势等于0的条件称为θ条件或θ状态,θ状态下的温度即为θ温度。

由公式:

在一系列不同的温度T下测定某聚合物-溶剂体系在不同浓度C下的渗透压π,求出A2;以A2-T作图,得一曲线,该曲线与A2=0的交点所对应的温度即为θ温度。 7 哈金斯参数χ

1

的物理意义是什么?当

1

高聚物和温度选定以后,χ值与溶剂性质

1

有什么关系?当高聚物和溶剂选定后,χ与温度有什么关系?

答:哈金斯参数χ

1

反映了高分子与溶剂混

合时相互作用能的变化,是一个无因次的量。

χ1kT的物理意义是表示一个溶剂分子放入高聚物中引起的能量变化。

?1?(Z?2)??12kT,??121??12?(?11??12)2

1

当高聚物和温度选定以后,χ

值与??成正

12比。溶剂与高分子间的结合能越大,χ越大。当高聚物和溶剂选定以后,χ开氏温度成反比。

1

1

值与

8.、已知非晶态的聚乙烯的密度为0。85g/cm3 ,其内聚能为8.58KJ/mol ,试计算:

(1)聚乙烯的内聚能密度 (2)聚乙烯的溶度参数

9. 写出两个判别溶剂优劣的参数,它们为何值时,该溶剂是高聚物的良溶剂、不良溶剂和θ溶剂? 高聚物在上述溶剂中的形态如何?

9、何谓溶胀与溶解?试从分子运动的观点说明线型高分子和交联高分子溶胀的最后结果的区别。

答案:溶胀是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,使聚合物体积膨胀。溶解是完全溶剂化的高分子链进入溶剂,形成均匀分散的高分子均相溶液。

线形高分子在良溶剂中的最终状态:发生无限溶胀,最终形成均相的高分子溶液。

交联高分子在良溶剂中的最终状态:发生有限溶胀,形成聚合物凝胶。

10、根据选择溶剂的原则,试判断下列高聚物-溶剂体系在高温下哪些可以溶解?哪些难溶或不溶?为什么?(括号内数字为其溶度参数)

a. 有机玻璃(18.8)-苯(18.8);b. 涤纶树脂(21.8)-二氧六环(20.8);c. 聚氯乙稀(19.4)-氯仿(19.2);d. 聚四氟乙烯(12.6)-正癸烷(13.1);e. 聚碳酸酯(19.4)-环己酮(20.2);f. 聚乙酸乙烯酯(19.2)-丙酮(20.2)。 答:a.可以;有机玻璃为非极性结晶高聚物,苯为非极性溶剂,两者溶度参数接近,高温下可以溶解;b.不溶;因为涤纶树脂为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才

利于溶解;c.可以;因为聚氯乙稀为结晶性弱极性高聚物,在高温下可以溶解在溶度参数相近的弱极性溶剂中;d.不溶;聚四氟乙烯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;e.不溶;聚碳酸酯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解;f.不溶。聚乙酸乙烯酯为结晶性极性高聚物,要求溶剂与之形成氢键,才利于溶解。

11、何谓凝胶与冻胶?试从化学结构和物理性能两方面加以比较。

答:冻胶是由范德华力交联形成的,加热可以拆散范德华力交联,使冻胶溶解。冻胶可分两种:如果形成分子内的范德华力交联,成为分子内部交联的冻胶。高分子链为球状结构,不能伸展,粘度小。若将此溶液真空浓缩成为浓溶液,其中每一个高分子本身是一个冻胶。所以,可以得到粘度小而浓度高

达30%-40%的浓溶液。如果形成分子间的范德华力交联,则得到伸展链结构的分子间交联的冻胶,粘度较大。用加热的方法可以使分子内交联的冻胶变成分子间交联的冻胶,此时溶液的粘度增加。凝胶是高分子链之间以化学键形成的交联结构的溶胀体,加热不能溶解也不能熔融。它既是高分子的浓溶液,又是高弹性的固体,小分子物质能在其中渗透或扩散。交联结构的高聚物不能为溶剂所溶解,却能吸收一定量的溶剂而溶胀,形成凝胶。

12、第二维利系数A2的物理意义是什么?当A=0时的体系是什么体系?

物理意义是:高分子链段间的内排斥与高分子链段和溶剂分子能量上的相互作用、两者相互竞争的一个量度。高分子处在θ 状态下无规线团形状。。

13、什么是溶度参数?如何测定聚合物的溶度参数?为什么非极性聚合物能溶解在与其溶度参数相近的溶剂中?


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