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成纤聚合物溶解的基本规律[复制链接]
1.溶解的特点
大分子物质的溶解过程要慢得多,一般需要几小时乃至数天。所谓溶解就是指溶质分子通过分子扩散与溶剂分子均匀地混合,以至成为分子分散的均相体系。
2.溶解的过程
溶解的过程分为两个阶段:溶胀阶段和完全溶解阶段。
首先是溶剂分子扩散进入聚合物的外层,并逐渐由外层进入内层,使聚合物体积膨胀,称为溶胀阶段;然后,大分子逐渐分散到溶剂中去,直至形成均匀的体系,达到完全溶解。
由于聚合物结构的复杂性,如分子量很大并具有多分散性,高分子形状有线形的、支化和交联的,高分子的聚集态有晶态或非晶态,有极性聚合物和非极性聚合物,有柔性高分子和刚性高分子等,使得聚合物的溶解过程比分子物质的溶解要复杂的多。
3.影响溶解度的结构因素
(1)大分子链结构的影响
大分子链的结构决定了分子间作用力的强弱,分子间作用力强的聚合物,一般较难溶解。若减弱大分子间的作用力,将使聚合物的溶解度有显著增加例如:用丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯等低极性官能团的单体与丙烯腈共聚,所得到的丙烯腈共聚体的溶解度要比丙烯腈均聚物大得多。
聚合物的溶解还在很大程度上取决于分子链的柔性。分子链的柔性大的较易溶解。分子链的柔性取决于聚合物的结构。
在聚合物分子链中若引入化学交联点,会使溶解度明显下降,分子量高的聚合物,分子问的作用力比较大,随着分子量的增加,溶解度下降。
(2)超分子结构的影响
无定形聚合物要比部分结晶聚合物容易溶解
原因:前者分子间的作用力较弱,后者因结晶部分分子间的作用力较强,要使其完全溶解需较高的温度。例如聚烯烃,一般需高温溶解,聚四氟乙烯由于高度的结晶,即使在加热的情况下,也难溶解于任何一种溶剂。这是因为聚合物中无定形部分与溶剂混合时,二者强烈的相互作用会释放出大量的热,致使结晶部分熔融。例如聚酰胺在常温下能溶于甲酚、浓硫酸、甲酸等极性溶剂中。
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