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2012年初級(jí)藥師藥劑學(xué):高分子溶液

更新時(shí)間:2012-02-03 16:36:30 來源:|0 瀏覽0收藏0

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  高分子溶液(macromolecular solution)是一種在合適的介質(zhì)中高分子化合物能以分子狀態(tài)自動(dòng)分散成均勻的溶液的膠體,分子的直徑達(dá)膠粒大小。高分子溶液的本質(zhì)是真溶液,屬于均相分散系。高分子溶液的黏度和滲透壓較大,分散相與分散系親和力強(qiáng),但丁達(dá)爾(Tyndall)現(xiàn)象不明顯,加入少量電解質(zhì)無影響,加入多時(shí)引起鹽析。

  形成

  高分子化合物在形成溶液時(shí),與低分子量的物質(zhì)明顯不同的是要經(jīng)過溶脹(swelling)的過程,即溶劑分子慢慢進(jìn)入卷曲成團(tuán)的高分子化合物分子鏈空隙中去,導(dǎo)致高分子化合物舒展開來,體積成倍甚至數(shù)十倍的增長。不少高分子化合物與水分子有很強(qiáng)的親和力,分子周圍形成一層水合膜,這是高分子化合物溶液具有穩(wěn)定性的主要原因。因此高分子溶液是穩(wěn)定系統(tǒng)。指高聚物溶解在溶劑中形成的溶液。在高分子科學(xué)發(fā)展的早期,由于溶液中高分子的尺寸大小與膠體粒子的大小相似,因此高分子溶液曾一度被錯(cuò)誤地認(rèn)為是一種膠體溶液,后來很多實(shí)驗(yàn)證明高分子溶液是處在熱力學(xué)平衡狀態(tài)的真溶液,而且是能用熱力學(xué)函數(shù)來描述的分子分散的穩(wěn)定體系。研究高分子稀溶液的性質(zhì)可以得到高分子的分子量與分子量分布、高分子在溶液中的形態(tài)和尺寸大小以及高分子與溶劑分子間相互作用等重要參數(shù)。

  高分子的極稀溶液的減阻作用在流體力學(xué)方面得到實(shí)際應(yīng)用。高分子濃溶液在合成纖維生產(chǎn)中的溶液紡絲、干法紡絲,片基生產(chǎn)中的溶液鑄膜,塑料的增塑等都有密切的關(guān)系。這方面的研究側(cè)重在高分子溶液的流變性能與成型工藝的關(guān)系。高分子溶液的混合熱、混合熵和混合自由能等熱力學(xué)性質(zhì)的研究和高分子在溶液中的遷移性質(zhì)(包括高分子溶液的沉降、擴(kuò)散和粘度)的研究都是高分子溶液基礎(chǔ)研究的重要方面。

  高聚物的溶解過程

  高聚物的溶解比小分子化合物慢得多。溶解過程分為兩個(gè)階段:

  ①高聚物的溶脹,由于非晶高聚物的分子鏈段的堆砌比較松散,分子間的作用力又弱,溶劑分子比較容易滲入非晶高聚物內(nèi)部,使高聚物體積膨脹;而非極性的結(jié)晶高聚物的晶區(qū)分子鏈堆砌緊密,溶劑分子不易滲入,只有將溫度升高到結(jié)晶的熔點(diǎn)附近,才能使結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài),溶解過程得以進(jìn)行。在室溫下,極性的結(jié)晶高聚物能溶解在極性溶劑中。

 ?、诟叻肿臃稚?,即以分子形式分散到溶劑中去形成均勻的高分子溶液。交聯(lián)高聚物只能溶脹,不能溶解,溶脹度隨交聯(lián)度的增加而減小。

  高分子溶液(特別是那些溶劑的溶解能力較差的溶液)在降低溫度時(shí)往往會(huì)發(fā)生相分離,分成兩相,一相是濃相;另一相為稀相。濃相的粘度較大但仍能流動(dòng);稀相比分級(jí)前的濃度更低。往高分子溶液中滴加沉淀劑也能產(chǎn)生相分離,高分子的相分離有分子量依賴性,因而可以用逐步沉淀法來對(duì)高聚物進(jìn)行分子量的分級(jí)。

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