高分子物理-4分子量

戚栋明/86843707

材纺学院17号楼221室

高分子物理

PolymerPhysics

均相体系：二组分在分子水平上互相混合非均相体系：二组分不能达到分子水平混合，各自成一相，形成非均相体系高分子的相容性：增容剂！1、光学显微镜观察透明性或形态(微米级别)2、DSC/DMA测Tg(分子级别)3、TEM/SEM观察形态(纳米级别)4、NMR(基团活性)、FTIR(分子间力)5、SAXS、SANS(微相尺寸)相容性评估方法：第四章、高分子溶液概述高聚物的溶解溶剂选择的三原则高分子冻胶与凝胶流变行为的类型流变行为的测量1概述高分子溶液：高聚物以分子状态分散在溶液中所形成的均相混合物

浓度稀溶液<5%浓溶液>5%状态粘度/强度液半固固小大(聚集和缠结)(孤立)比较项目高分子溶液胶体溶液低分子真溶液分散质点尺寸大

分

子10-10～10-8m胶

团10-10～10-8m低

分

子<10-10m扩散与渗透扩散慢，不能透过半透膜扩散慢，不能透过半透膜扩散快，可以透过半透膜热力学性质平衡、稳定体系，服从相律不平衡、不稳定体系平衡、稳定体系，服从相律溶液依数性有，但偏高无规律有，正常丁达尔Tyndall光学效应较弱明显无溶解度有无有溶液黏度很大小很小高分子溶液、胶体及低分子溶液的差异非晶态高聚物溶解：分子量交联度溶解速率溶解度溶胀：溶剂分子渗入到高聚物内部，使高聚物体积膨胀溶解：高分子均匀分散到溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系搅拌或加热2高聚物的溶解晶态高聚物溶解：非极性：

常温下不溶解；须加热至Tm附近，待结晶熔融后，溶涨溶解晶区：分子链排列规整、堆砌紧密；分子间作用力强；溶剂分子很难渗入其内部除加热外，还可在室温下溶于强极性溶剂

原因：发生强烈作用(如生成H键),放出大量热极性：溶胀平衡：在溶剂中发生溶胀，但由于交联键的存在，溶胀到一定程度后不再进行溶解。硫化橡胶(鞋底)在汽油、苯、机油等接触时交联高聚物的溶解：只溶胀不溶解(分子链间化学键联结，形成三维网状结构)溶胀度3溶剂的选择极性相近原则溶解度参数(内聚能密度)相近原则相互作用参数Х1小于1/2原则4高分子冻胶与凝胶冻胶：范德华力，加热解冻分子内冻胶分子间冻胶凝胶：化学键力，不溶不熔例：交联聚合物的溶胀体切应力:剪切速率:牛顿流动定律:τ=F/A5、流变行为的类型流变类型:触变体和流凝体:粘度测试方法:落球粘度计毛细管流变仪旋转粘度计转矩(哈克)流变仪6、流变行为的测量粘度测试方法:HAAKEPolylabOS哈克转矩流变仪问答题1、名字解释：溶度参数、浓溶液、冻胶、凝胶、溶胀比2、交联聚合物为什么会达到溶胀平衡？3、通常情况下，为什么非晶态聚合物比晶态聚合物溶解容易？4、解释下列现象：(1)丁腈橡胶的耐油性好(非极性机油)；(2)球鞋长期与机油接触会胀大；(3)尼龙袜溅上一滴40%硫酸会出现孔洞；(4)聚乙烯醇溶于热水，难溶于冷水；第五章、分子量和分子量分布聚合物的分子量分子量的测定1聚合物的分子量高聚物分子量的特点

分子量大，104~107多分散性统计意义分子量大小的分布分子量大小主要符号及意义

m：总物质的质量第i种分子的物质的量第i种分子的质量第i种分子的分子量第i种分子的摩尔分数第i种分子的质量分数采用连续函数表示(积分形式):到第i种分子为止的累积质量分数离散型的分子量分布图微分型分子量分布曲线积分型分布曲线累积梯形分布曲线数均分子量重均分子量

统计平均分子量Z均分子量粘均分子量0.5～1对于单分散性样品对于多分散性样品多分散系数：Span指数：分子量的分布宽度..<1.1方差σ2:σ2=[(x1-m)2+(x2-m)2+.......+(xn-m)2]/n分子量的分布函数峰型拟合！线形缩聚物的Flory分布加聚反应中用schulz分布Poisson分布Gaussian正态分布……2聚合物分子量的测定绝对法等价法相对法数均重均粘均

Z均类型方法适用范围分子量意义类型化学法端基(基团)分析法3×104以下数均等价热力学法冰点降低法5×103以下数均绝对沸点升高法3×104以下数均绝对气相渗透法3×104以下数均绝对膜渗透法2×104～1×106数均绝对光学法光散射法1×104～1×107重均绝对动力学法超速离心沉降平衡法1×104～1×106重均，Z均相对粘度法1×104～1×107粘均相对色谱法凝胶渗透色谱法（GPC）1×103～1×107各种平均绝/相对质谱法

端基分析高分子中根据端基含有而链中没有通过滴定得出试样中高分子数目，计算出

沸点升高和冰点降低

-溶剂沸点升高常数

-溶剂沸点变化值C–浓度M–分子量

溶剂的依数性!气相渗透压溶剂溶液膜渗透法π渗透膜纯溶剂的化学位溶液中溶剂的化学位绝对粘度其中表示剪切应力，为剪切速率相对粘度增比粘度粘度法无因次量无因次量比浓粘度

比浓对数粘度

特性粘度

Mark-Houwink方程:

其中是两常数根据所测值可计算粘均分子量原理:乌氏毛细管粘度计仪器常数凝胶色谱法GPC

利用高分子溶液通过多孔填料组成的柱子，在柱子上按照分子大小进行分离的方法。分离主要机理:

体积排除理论流体力学理论扩散理论等按分子大小顺序进行分离与颗粒尺寸有关！题1:

用醇酸缩聚法制得聚酯，因为酸过量所以每个分子中有二个可分析的羧基，现滴定3.0克的聚酯用去0.1N的NaOH溶液0.50毫升，试求聚酯的数均相对分子质量。题2：假定A与B两聚合物试样中都含有三个组分，其相对分子质量分别为5万、10万和20万，相应的重量分数分别为：A是0.3、0.5和