第三章 高分子溶液.doc

第三章 习题一、 概念1.溶度参数： 2. Huggins参数： 3. 第二维利系数： 4. 溶液：二、选择答案1、下列四种聚合物在各自的良溶剂中，常温下不能溶解的为（ A ）。A、 聚乙烯， B、聚甲基丙烯酸甲酯， C、无规立构聚丙烯， D、聚氯乙烯2、高分子溶液与小分子理想溶液比较，说法正确的是（C ）。A、高分子溶液在浓度很小时，是理想溶液。B、高分子溶液在温度时，1E0，说明高分子溶液是一种真的理想溶液。C、高分子溶液在条件时，HM和SM都不是理想值，不是理想溶液。D、高分子溶液在条件时，高分子链段间与高分子链段和溶剂分子间相互作用不等。3、聚合物溶度参数一般与其（ A ）无关。A、 分子量 B、极性大小 C、分子间力 D、内聚能密度4、Huggins参数c1在温度下的数值等于（ B ） A、0.0， B、0.5， C、1.0， D、2.05、溶剂对聚合物溶解能力的判定原则，说法错误的是（ B ）。A、“极性相近”原则 B、“高分子溶剂相互作用参数1大于0.5”原则C、“内聚能密度或溶度参数相近”原则 D、“第二维修系数A2大于0”原则6、下列四种溶剂（室温下Huggings相互作用参数）中，室温能溶解聚氯乙烯的为（ A ）。A、 四氢呋喃（c10.14）B、二氧六环（0.52）C、丙酮（0.63），D、丁酮（1.74）7、下列四种溶剂中，对PVC树脂溶解性最好的是（ A ）。A 环己酮， B 苯， C 氯仿， D 二氯乙烷8、同一种聚合物在（ A ）中，其分子链的均方末端距最大。A、良溶剂， B、浓溶液， C、熔体， D、溶液三、填空题1、 Huggins参数 和 第二维利系数 都表征了高分子“链段”与溶剂分子间之间的相互作用。2、判定溶剂对聚合物溶解力的原则有(1)极性相近原则、(2) 溶度参数相近原则 和(3) 。3、在高分子的溶液中，Huggins参数c1 1/2 ，第二维列系数A2 0 ，此时高分子链段间的相互作用力等于高分子链段与溶剂分子间的作用力。四、回答下列问题1、为何称高分子链在其溶液中处于无扰状态？溶液与理想溶液有何本质区别？3、如何测求出聚合物的溶度参数？9-8 非晶相聚合物、非极性结晶聚合物、极性结晶聚合物及交联聚合物的溶解各有什么特点？解：（1）对非晶相聚合物的溶解特点是，因为非晶态高聚物分子的堆砌比较松懈，分子间的互相作用较弱，因此溶剂分子比较容易进入到高聚物内部，先使表面溶剂化，然后进入到内部，使其溶胀，体积增大，最后达到溶解。（2）对非极性结晶高聚物，在室温很难溶解，需要升高温度，甚至升到熔点附近，待晶态转变为非晶态后，小分子溶剂才能能够渗入到高聚物内部而逐渐溶解。如高密度PE的 Tm135 ，它在十氢萘中要135才溶解。（3）极性结晶高聚物，结晶高聚物的溶解，结晶高聚物是处于热力学稳定状态，分子排列紧密和规整，分子 间作用力大，故它的溶解要比非晶态高聚物困难的多，但是极性结晶高聚物，在适当的强极性溶剂中可以在常温下发生溶解。这是因为结晶聚合物中含有部分非晶成分，当他与溶剂接触时。溶剂与非晶部分强烈的相互作用，产生放热效应，是结晶部分晶格破坏，这时就可以被溶剂化作用，而溶解，如聚酰胺在室温下可溶于苯酚，甲醛中。（4）交联高聚物由于三维交联的聪仔，溶胀到一定程度后，无论放置多长时间，溶胀体积不变，更不能溶解。这是因为化学键的存在，使高分子具有一定的张力，小分子进入到高聚物中产生渗透压，渗透压与张力作用相等时，也就是达到溶胀平衡时，这时小分子溶剂进入到高聚物的数量与小分子溶剂从高聚物种出来的数量相等，因而体积不变，所以不能溶解。五、计算题1、计算下列三种情况下溶液的混合熵，讨论所得结果的意义。 （1）991012个小分子A与108个小分子B相混合（假设为理想溶液）； （2）991012个小分子A与108个大分子B（设每个大分子“链段”数x=104）相混合（假设符合均匀场理论）； （3）991012个小分子A与1012个小分子B相混合（假设为理想溶液）。2、在20将10-5mol的聚甲基丙烯酸甲酯（Mn=105，=1.20g/cm3）溶于179g氯仿（=1.49g/cm3）中，试计算溶液的混合熵、混合热和混合自由能。（已知1=0.377）12 写出三个判别溶剂优劣的参数；并讨论它们分别取何值时，该溶剂分别为聚合物的良溶剂、不良溶剂、溶剂；高分子在上述三种溶液中的热力学特征以及形态又如何？解：为良溶剂，此时，溶解能自发进行，高分子链在溶液中扩张伸展；为不良溶剂，此时，溶液发生相分离，高分子在溶液中紧缩沉淀；为溶剂，此时与理想溶液的偏差消失，高分子链不胀不缩，处于一种自然状态。9 一种聚合物溶液由分子量M2=106的溶质（聚合度x=104）和分子量M1=102的溶剂组成，构成溶液的浓度为1%（重量百分数），试计算：（1）此聚合物溶液的混合熵（高分子）；（2）依照理想溶液计算的混合熵（理想）；（3）若把聚合物切成104个单体小分子，并假定此小分子与溶剂构成理想溶液时的混合熵；（4）由上述三种混合熵的计算结果可得出什么结论？为什么？解：由题意，浓度c=1%可知和设此溶液为0.1kg，相当于高分子0.001kg，溶剂0.099kg，则摩尔数体积分数（1）（2）摩尔分数：（3）切