高分子物理最新版本ppt课件
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高分子物理第一章完整ppt课件
理研究组，开展了高分子溶液性质研究。
钱保功50年代初在应化所开始了高聚物粘
弹性和辐射化学的研究。
徐僖先生50年初成都工学院（四川大学）
开创了塑料工程专业。
王葆仁先生1952年上海有机所建立了集
PMMA、PA6研究完组整编。辑ppt
33
高分子工业：采取引进－消化－再引 进的道路。
高分子科学：则采取追踪、学习国外 的过程中不断发展。
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34
二、高分子结构的内容
构造
近程结构
链结构
构型
（一级结构）
高 分 子
远程结构 分子大小（分子量） 构象（柔顺性
（二级结构） ）
结
晶态结构
构
非晶态结构
（三级结构）
聚集态结构 取向态结构
液晶态结构
织态结构
（更高级结构）
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35
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37
三、 高分子结构的特点
Flory
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13
高分子发展上的几个重要事件
3）Merrifield和功能高分子的发展
70年代，固相有机合成创立 1984年诺贝尔化学奖。
完整编M辑pept rrifield,生物化学家 14
高分子发展上的几个重要事件
4）液晶高分子
1991年诺贝尔 物理学奖
Pierre-Gilles de
30完整编辑ppt来自31（四）高分子科学发展新动向
1、向生命现象靠拢 2、功能化、精细化、复合化。
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32
我国：
长春应化所1950年开始合成橡胶工作（王
佛松，沈之荃）；
冯新德50年代在北大开设高分子化学专业。
2024年度四川大学内部高分子物理PPT课件
定义
高分子物理是研究高分子物质物理性 质的科学，是高分子科学的一个重要 分支。
特点
高分子物理的研究对象是具有高分子 量的聚合物，其物理性质与低分子物 质有很大差异，如高分子链的构象、 聚集态结构、相转变、粘弹性、导电 性、光学性质等。
4
高分子物理研究内容
高分子链结构
研究高分子链的化学结构、构象、链长及分 布等。
2024/3/23
13
凝胶化现象与凝胶体性质
凝胶化现象
当高分子溶液的浓度达到一定程度时 ，高分子链之间会相互交联形成三维 网络结构，从而使溶液失去流动性， 形成凝胶。
凝胶体性质
凝胶体具有独特的物理和化学性质， 如弹性、粘滞性、触变性等。这些性 质使得凝胶体在生物医学、材料科学 等领域具有广泛的应用前景。
耐疲劳性
高分子材料在交变应力作用下抵抗疲劳破坏的能力，通 常以疲劳寿命或疲劳极限表示。提高高分子材料的耐疲 劳性有助于增强其承受交变应力的能力，从而延长使用 寿命。
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THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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取向态结构与液晶态结构
取向态结构
高分子链在特定方向上呈现有序排列，而在 其他方向上保持无序。取向态结构具有各向 异性，表现为物理性质在不同方向上的差异 。
液晶态结构
高分子链在特定条件下形成介于晶体和非晶 态之间的中间状态。液晶态结构具有部分有 序性，表现出独特的物理性质，如光学性质 和流动性。
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CHAPTER 04
高聚物聚集态结构
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晶体规则排列，形成周期 性点阵结构。晶体结构具有长程有序性 ，表现出明显的各向异性。
高分子物理优秀PPT完整PPT
的部分结晶度大于相对分子质量高的部分。
△高分子链的形状对结晶的影响
线型高分子链容易结晶，结晶度大；支链型次之；体型难于结晶。
▲外因
△温度
温度是最主要的外部条件。
在玻璃化温度与熔融温度之间 存在最佳的结晶温度，一般情况下， 最佳的结晶温度为：
4
结 晶 速 率
3
1
2
1-晶核生成速率 2-晶体成长速率 3-结晶总速率 4-黏度
二、高聚物的结晶形态与结构 ★高聚物的结晶形态
高聚物的结晶形态
稀溶液，缓慢降温 单晶 浓溶液或熔体冷却 球晶 挤出、吹塑、拉伸 纤维状晶体 熔体在应力下冷却 柱晶 极高压力下慢慢结晶 伸直链晶体
★晶态高聚物的结构
☆晶态高聚物的结构模型
(a)
(b)
缨状-胶束模型
(a)非取向高聚物 (b)取向高聚物
(a)
内聚能密度（CED） 单位体积的内聚能
★内聚能密度与高聚物的使用
内聚能密度小于290J/cm3的高聚物分子间作用力较小，分子链较柔顺，容易变形，具 有较好弹性，一般可以作为橡胶使用；内聚能密度较高的高聚物，分子链较刚性，属于典 型的塑料；内聚能密度大于400J/cm3的高聚物，具有较高的强度，一般作为纤维使用。
二、高聚物的结晶形态与结构
聚酰胺分子间的氢键示意图
与极性分子偶极距的平方成正比，与被诱导分子的变形性成正比；
★次价力与高聚物的使用
次价力小于4.4×103J/mol的高聚物用作橡胶；次价力大于2.1×103J/mol的高聚物用作
纤维；次价力介于两者之间的高聚物用作塑料。
★次价力的描述
内聚能 将一摩尔分子聚集在一起的部能量Tm
高聚物结晶速率与温度的关系
高分子物理PPT课件
0 常数； DE 松弛活化能
T
T
（时温等效原理）
对于链段运动，松弛时间与温度的关系遵循WLF方程
2021/3/7
CHENLI
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5.2 聚合物的力学状态和热转变
➢ 1. 线形非晶态聚合物的力学状态 ➢ 2. 晶态聚合物的力学状态 ➢ 3. 交联聚合物的力学状态
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CHENLI
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5.2.1 线形非晶态聚合物的力学状态
玻璃化转变区 粘弹转变区
形变
玻
高弹态
粘
璃
橡胶态
流 “三态”
态
态 “两转变”
温度
Tg
Tf
线形非晶聚合物的形变-温度曲线（热-机械曲线）
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CHENLI
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模量：指材料受力时应力与应变的比值，是材料抵抗 形变能力的大小。
E
玻璃态
高弹态
“三态” “两转变”
粘流态
Tg
Tf T
非晶高聚物的模量－温度曲线
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CHENLI
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注意：
玻璃态，高弹态，粘流态属于力学状态。从相态看， 均属液相，差别在于形变能力不同。
玻璃化转变不是热力学相变，是一个非平衡状态。 Tg、Tf都不是热力学的相变温度，只是一个范围。
Tg是高聚物的特征温度之一，表征高聚物性能的指标。
塑料：室温处于玻璃态，Tg是最高使用温度, 如PS的 Tg为 100 ℃ ,PMMA的 Tg为 105 ℃。
8～10-10 秒，“瞬时过程”
→∞ ：松弛过程很慢
τ与t同一数量级时，易观察到松弛现象，
高聚物： =10-1~10+4 s, 松弛过程，称为“松
高分子物理(共90张PPT)
晶，影响制品性能。
收缩与翘曲
高分子制品在成型后，由 于内应力的存在，会发生 收缩和翘曲现象，需通过
工艺控制减少其影响。
高分子加工过程中的物理和化学变化
01 热变化
高分子在加工过程中吸收或放 出热量，引起温度变化，对制 品性能产生影响。
02 力学变化
高分子在加工过程中受到剪切 、拉伸等力的作用，发生力学 状态的变化。
高分子物理(共90张PPT)
CONTENTS
• 高分子物理概述 • 高分子的结构与形态 • 高分子的物理性质 • 高分子的溶液性质 • 高分子的加工与成型 • 高分子物理的应用与发展前景
01
高分子物理概述
高分子的定义与分类
定义
高分子是由大量重复单元通过共价键 连接而成的长链化合物，分子量高达 数千至数百万。
弹性
高分子链的柔顺性和链段运动能力使其具 有弹性，如橡胶的弹性回复。
黏性
高分子链间的缠结和摩擦使其具有黏性， 如聚合物的熔融和溶液行为。
塑性
高分子在一定条件下可发生塑性变形，如 热塑性塑料的加工成型。
强度
高分子材料抵抗外力破坏的能力，如纤维 的强度和韧性。
高分子的热学性质
热容
高分子材料的热容通常较大，吸热和放热 过程中温度变化较小。
物理的研究提供了有力支持。
02
高分子的结构与形态
高分子的链结构
链的近程结构
包括键接方式、支化、交联等
链的远程结构
涉及链的柔顺性、构象和链的尺寸等
链结构的表征方法
如X射线衍射、中子散射、电子显微镜等
高分子的聚集态结构
高分子的分子间相互作用：包括范德华力 、氢键、离子键等
高分子的聚集态类型：如溶液、凝胶、晶 体、非晶态等
收缩与翘曲
高分子制品在成型后，由 于内应力的存在，会发生 收缩和翘曲现象，需通过
工艺控制减少其影响。
高分子加工过程中的物理和化学变化
01 热变化
高分子在加工过程中吸收或放 出热量，引起温度变化，对制 品性能产生影响。
02 力学变化
高分子在加工过程中受到剪切 、拉伸等力的作用，发生力学 状态的变化。
高分子物理(共90张PPT)
CONTENTS
• 高分子物理概述 • 高分子的结构与形态 • 高分子的物理性质 • 高分子的溶液性质 • 高分子的加工与成型 • 高分子物理的应用与发展前景
01
高分子物理概述
高分子的定义与分类
定义
高分子是由大量重复单元通过共价键 连接而成的长链化合物，分子量高达 数千至数百万。
弹性
高分子链的柔顺性和链段运动能力使其具 有弹性，如橡胶的弹性回复。
黏性
高分子链间的缠结和摩擦使其具有黏性， 如聚合物的熔融和溶液行为。
塑性
高分子在一定条件下可发生塑性变形，如 热塑性塑料的加工成型。
强度
高分子材料抵抗外力破坏的能力，如纤维 的强度和韧性。
高分子的热学性质
热容
高分子材料的热容通常较大，吸热和放热 过程中温度变化较小。
物理的研究提供了有力支持。
02
高分子的结构与形态
高分子的链结构
链的近程结构
包括键接方式、支化、交联等
链的远程结构
涉及链的柔顺性、构象和链的尺寸等
链结构的表征方法
如X射线衍射、中子散射、电子显微镜等
高分子的聚集态结构
高分子的分子间相互作用：包括范德华力 、氢键、离子键等
高分子的聚集态类型：如溶液、凝胶、晶 体、非晶态等
高分子物理(共90张PPT)
高分子物理(共90张PPT)高分子物理是研究高分子的性质、结构和行为的物理学科。
高分子物理是在20世纪初形成的，它涉及的领域非常广泛，包括高分子合成、高分子材料制备、高分子加工与成型等。
本文将结合90张PPT，对高分子物理的基本概念、研究方法、高分子结构与性质、高分子的加工与成型等方面进行介绍。
第一部分：高分子物理的基本概念1、高分子的定义高分子是由无数个重复单元组成的巨大分子，其分子量通常大于10^3，由于其特殊的结构和物理化学性质，广泛应用于生活、工业等众多领域。
2、高分子物理的研究对象高分子物理的研究对象是大分子化合物。
这些化合物的分子量很大，通常大于10^3，有时甚至可达到10^7。
这就意味着高分子物理不仅涉及到分子级性质的研究，还要考虑宏观级别的物理特性。
3、高分子物理的主要内容高分子物理的主要内容包括高分子的结构、性质、动力学、形态、相变、流变、加工与成型等方面。
4、高分子物理的研究方法高分子物理的研究方法包括实验研究和计算模拟两种，其中实验研究主要包括材料合成与制备、结构表征、物理性质测试等，计算模拟主要包括分子动力学模拟、量子力学计算、有限元分析等。
第二部分：高分子结构与性质1、高分子的结构分类高分子可分为线性高分子、支化高分子、交联高分子、网络高分子等四种结构。
其中，线性高分子的分子结构最为简单，具有线性分子链结构；支化高分子分子链呈树枝状结构；交联高分子中分子链相互交联形成三维网格状结构；网络高分子则形成分子链与交联点间互相交联的巨分子结构。
2、高分子的物理性质由于高分子材料具有特殊的分子结构，因此具有一系列独特的物理性质，例如：高强度、高耐磨性、高耐热性、高透明度、高电绝缘性等。
在高分子加工中，可以通过改变处理条件和添加剂等方式来控制高分子的物理性质。
第三部分：高分子的加工与成型1、高分子的加工方法高分子的加工方法包括：挤出成型、注塑成型、压缩成型、吹塑成型、热模压成型、注液成型等多种方式，其中以挤出成型和注塑成型应用最为广泛。
高分子物理共90张PPT
高分子物理共90张PPT第一部分：高分子物理基础知识1. 高分子物理概述高分子物理是研究高分子材料的构造、力学性质及其在热、电、光等方面的行为规律的一门学科。
高分子物理的主要研究对象是具有大分子结构的聚合物和高聚物。
2. 高分子材料的结构高分子材料的分子结构可以分为线性、支化和交联三种。
其中，线性结构的高分子链是单纯的直线结构，支化结构则是在链上引入支链结构，交联结构则是在高分子链上形成水晶点，使高分子链之间发生交联作用。
3. 高分子材料的物理性质高分子材料的物理性质包括力学性质、热性质、电性质、光学性质和磁性质等。
其中，力学性质是高分子材料最基本的性质之一，包括拉伸、压缩、弯曲、挤压、剪切等方面的力学性能；热性质则包括高分子材料的热干扰系数、热导率、热膨胀系数等；电性质则包括高分子材料的电导率、介电常数、介质损耗等；光学性质包括吸收、散射、透射、反射等方面的反映；磁性质则包括磁导率、磁化率等。
4. 高分子材料的分子运动高分子材料的分子运动是高分子物理学研究的一个重要方面。
高分子分子的运动可分为平动、转动、振动三种类型，其中振动运动通常与分子中的化学键振动相关联。
第二部分：高分子材料的物理加工工艺1. 高分子材料的成型加工高分子材料的成型加工包括挤出、注塑、吹塑、压缩成型、旋压成型等多种技术，其中挤出、注塑和吹塑等工艺技术是广泛应用的成型技术，具有高效、经济绿色等优点。
2. 高分子材料的复合加工高分子材料的复合加工是目前最为关注的技术之一，它将高分子材料与其他材料进行有效的综合利用，并在性能上得到了显著的提高。
高分子复合材料广泛应用于航空航天、汽车、电子、建筑等领域。
3. 高分子材料的改性加工高分子材料的改性加工是指通过添加改性剂来改变高分子材料的属性，以得到更好的性能。
常见的改性剂包括增强剂、塑化剂、光稳定剂、抗氧化剂等。
4. 高分子材料的表面处理高分子材料的表面处理是一种重要的加工技术，它可以提高高分子材料的表面性能和增强其附着力，同时也可以达到美化、防腐蚀等目的。
高分子物理化学全套PPT课件课件
通过深入研究高分子材料的微观结构和宏观性能之间的关系，为高分 子材料的设计和制备提供理论指导。
探索新型高分子材料的合成方法
发展新型的高分子合成方法，实现高效、环保、低成本的合成，提高 高分子材料的性能和功能。
拓展高分子材料的应用领域
将高分子材料应用于新能源、生物医学、环保等领域，开发具有创新 性和实用性的高分子材料。
高分子物理化学的发展历程
• 总结词：高分子物理化学的发展历程包括起步阶段、成长阶段和繁荣阶段，其 发展推动了人类社会的进步。
• 详细描述：高分子物理化学的发展历程可以追溯到20世纪初，当时科学家开 始对高分子物质进行研究，并发现了高分子化合物的长链结构和多分散性等特 点。随着研究的深入，人们逐渐认识到高分子物质的结构和性质在不同尺度上 存在差异，并开始从微观到宏观的不同尺度上进行研究。在成长阶段，高分子 物理化学的研究领域不断扩大，涉及的学科也越来越多，如物理学、化学、生 物学等。同时，人们开始将高分子物理化学应用于实际生产和生活中，推动了 相关产业的发展。进入21世纪后，随着科学技术的发展和人类对物质世界的 认识不断深入，高分子物理化学的研究进入繁荣阶段。人们开始深入研究高分 子物质的结构和性质，探索其在不同环境下的变化规律和机制，为解决实际问 题提供更加精准的理论支持。同时，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发 展，人们可以更加方便地模拟和预测高分子物质的行为和性能，进一步推动相 关领域的发展。总之，高分子物理化学的发展历程是一个不断创新和发展的过 程，其发展推动了人类社会的进步。
高分子物理化学全套 ppt课件
目录
• 高分子物理化学概述 • 高分子结构与性质 • 高分子合成与制备 • 高分子反应与改性 • 高分子材料性能与应用 • 高分子物理化学前沿研究
探索新型高分子材料的合成方法
发展新型的高分子合成方法，实现高效、环保、低成本的合成，提高 高分子材料的性能和功能。
拓展高分子材料的应用领域
将高分子材料应用于新能源、生物医学、环保等领域，开发具有创新 性和实用性的高分子材料。
高分子物理化学的发展历程
• 总结词：高分子物理化学的发展历程包括起步阶段、成长阶段和繁荣阶段，其 发展推动了人类社会的进步。
• 详细描述：高分子物理化学的发展历程可以追溯到20世纪初，当时科学家开 始对高分子物质进行研究，并发现了高分子化合物的长链结构和多分散性等特 点。随着研究的深入，人们逐渐认识到高分子物质的结构和性质在不同尺度上 存在差异，并开始从微观到宏观的不同尺度上进行研究。在成长阶段，高分子 物理化学的研究领域不断扩大，涉及的学科也越来越多，如物理学、化学、生 物学等。同时，人们开始将高分子物理化学应用于实际生产和生活中，推动了 相关产业的发展。进入21世纪后，随着科学技术的发展和人类对物质世界的 认识不断深入，高分子物理化学的研究进入繁荣阶段。人们开始深入研究高分 子物质的结构和性质，探索其在不同环境下的变化规律和机制，为解决实际问 题提供更加精准的理论支持。同时，随着计算机技术和数值模拟方法的不断发 展，人们可以更加方便地模拟和预测高分子物质的行为和性能，进一步推动相 关领域的发展。总之，高分子物理化学的发展历程是一个不断创新和发展的过 程，其发展推动了人类社会的进步。
高分子物理化学全套 ppt课件
目录
• 高分子物理化学概述 • 高分子结构与性质 • 高分子合成与制备 • 高分子反应与改性 • 高分子材料性能与应用 • 高分子物理化学前沿研究
高分子物理-第二章-高分子凝聚态ppt课件.ppt
子链伸展并沿流动 方向平行排列。
Row nucleation
(4) 串晶 Shish-kebab structure
较低温度下， 边结晶边搅拌
PE
i-PS
(5) 伸直链晶
聚合物在高压 和高温下结晶 时，可以得到 厚度与其分子 链长度相当的 晶片
Extended chain crystal of PE Needle-like extended chain crystal of POM
球晶结构示意图
环带球晶
聚乙烯
偏光显微镜下球晶的生长
聚乙烯在125℃等温结晶
球晶的生长过程
控制球晶大小的方法
球晶的大小对性能有重要影响：球晶大透明性差、 力学性能差，反之，球晶小透明性和力学性能好。
（1） 控制形成速度：将熔体急速冷却，生成较小 的球晶；缓慢冷却，则生成较大的球晶。 （2）采用共聚的方法：破坏链的均一性和规整性， 生成较小球晶。 （3）外加成核剂：可获得小甚至微小的球晶。
《2》折叠链模型 （50年代 A。Keller提出）
实验现象：电子显微镜观察到几十微米范围的PE单晶 测得晶片厚度约为100A，且与分子量无关 X衍射还证明分子主链垂直晶片平面
提出模型：分子链规则地折叠形成厚100A的晶片 晶片再堆砌形成片晶
可以解释：片晶、球晶的结晶形态 不能解释：单晶表面密度比体密度低
nl = 2dhklsinq
n=1, 2, 3, …称为衍射级数
q为衍射角
多晶样品的衍射花样
样品
铝箔的X-射线和电子射线衍射花样
X-射线衍射花样
电子射线衍射花样晶体样品的 Nhomakorabea射曲线2.1.2 聚合物在晶体中的构象
等同周期(或称纤维周期)：高分子晶体中， 在 c 轴方向化学结构和几何结构重复单元 的距离。
Row nucleation
(4) 串晶 Shish-kebab structure
较低温度下， 边结晶边搅拌
PE
i-PS
(5) 伸直链晶
聚合物在高压 和高温下结晶 时，可以得到 厚度与其分子 链长度相当的 晶片
Extended chain crystal of PE Needle-like extended chain crystal of POM
球晶结构示意图
环带球晶
聚乙烯
偏光显微镜下球晶的生长
聚乙烯在125℃等温结晶
球晶的生长过程
控制球晶大小的方法
球晶的大小对性能有重要影响：球晶大透明性差、 力学性能差，反之，球晶小透明性和力学性能好。
（1） 控制形成速度：将熔体急速冷却，生成较小 的球晶；缓慢冷却，则生成较大的球晶。 （2）采用共聚的方法：破坏链的均一性和规整性， 生成较小球晶。 （3）外加成核剂：可获得小甚至微小的球晶。
《2》折叠链模型 （50年代 A。Keller提出）
实验现象：电子显微镜观察到几十微米范围的PE单晶 测得晶片厚度约为100A，且与分子量无关 X衍射还证明分子主链垂直晶片平面
提出模型：分子链规则地折叠形成厚100A的晶片 晶片再堆砌形成片晶
可以解释：片晶、球晶的结晶形态 不能解释：单晶表面密度比体密度低
nl = 2dhklsinq
n=1, 2, 3, …称为衍射级数
q为衍射角
多晶样品的衍射花样
样品
铝箔的X-射线和电子射线衍射花样
X-射线衍射花样
电子射线衍射花样晶体样品的 Nhomakorabea射曲线2.1.2 聚合物在晶体中的构象
等同周期(或称纤维周期)：高分子晶体中， 在 c 轴方向化学结构和几何结构重复单元 的距离。
高分子物理章.pptx
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增塑剂从化学结构上分大体有以下几类： a邻苯二甲酸酯类、b磷酸酯类、c乙二 醇和甘油类、d己二酸和癸二酸酯类、e脂 肪酸酯类、f环氧类、g聚酯类、h矿物油、 氯化石蜡等
第27页/共86页
增塑剂进入高聚物可把分子间的距离拉 大，高分子链之间的作用力减小，使原来 不能运动的链段可以运动，高聚物就显得 柔软。增塑剂的用量越多，增塑效果越明 显。
以上外加增塑剂的方法称为外增塑 通过共聚或接枝或分子链上引入基团的 方法叫内增塑。虽然可增加塑性，但分子 结构发生了变化，很少称它为内增塑。往 往看做为另一种聚合物。如氯乙烯和少量 的醋酸乙烯酯共聚，可增加PVC的韧性， 但称它为氯醋树脂。
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②纺丝液 化纤生产中的湿法纺丝是把聚合物溶解在溶 剂中成浓溶液进行纺丝。浓的纺丝液，从喷丝板 孔洞中挤出，在凝固浴中凝固，再拉伸使分子链 取向，得到一定强度的纤维。 有些聚合物在加热后不能变成聚合物熔体，通 过熔体来挤出纺丝。因为这些聚合物的热分解温 度比熔融温度低或是熔体流动性太差，无法用熔 体挤出方法纺丝。只能用湿法纺丝，这样得到的 纤维成本比熔融纺丝要高。
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②非晶态的高聚物比较好溶解，对于结 晶高聚物，一定要在结晶破坏的熔点以上 溶解。
如聚乙烯醇（1799）在水中的溶解需在 95℃以上才能溶解，而聚乙烯醇（1788） 在温水中即可溶解。
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③教材上讲的分子量大的溶解度小，小 的溶解度大。是在有非溶剂共存时；或是 不良溶剂中，在降低温度等情况，才有上 述说法，那是分子大小不同的溶解性差异 造成的。
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二、高聚物的溶解性 1、高分子比小分子溶解要复杂， ①由于高分子有构型和构象的复杂性 高分子有分子量的多分散性，形状有 枝链，线形和交联 结晶和非结晶，分子链 惯穿多个晶区，非结晶部分分子链相互缠 结。 ②另外高分子与溶剂分子的尺寸相差悬 殊，运动速度也不一样，溶剂分子能较快 地渗透入高聚物，而高分子向溶剂扩散慢。
增塑剂从化学结构上分大体有以下几类： a邻苯二甲酸酯类、b磷酸酯类、c乙二 醇和甘油类、d己二酸和癸二酸酯类、e脂 肪酸酯类、f环氧类、g聚酯类、h矿物油、 氯化石蜡等
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增塑剂进入高聚物可把分子间的距离拉 大，高分子链之间的作用力减小，使原来 不能运动的链段可以运动，高聚物就显得 柔软。增塑剂的用量越多，增塑效果越明 显。
以上外加增塑剂的方法称为外增塑 通过共聚或接枝或分子链上引入基团的 方法叫内增塑。虽然可增加塑性，但分子 结构发生了变化，很少称它为内增塑。往 往看做为另一种聚合物。如氯乙烯和少量 的醋酸乙烯酯共聚，可增加PVC的韧性， 但称它为氯醋树脂。
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②纺丝液 化纤生产中的湿法纺丝是把聚合物溶解在溶 剂中成浓溶液进行纺丝。浓的纺丝液，从喷丝板 孔洞中挤出，在凝固浴中凝固，再拉伸使分子链 取向，得到一定强度的纤维。 有些聚合物在加热后不能变成聚合物熔体，通 过熔体来挤出纺丝。因为这些聚合物的热分解温 度比熔融温度低或是熔体流动性太差，无法用熔 体挤出方法纺丝。只能用湿法纺丝，这样得到的 纤维成本比熔融纺丝要高。
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②非晶态的高聚物比较好溶解，对于结 晶高聚物，一定要在结晶破坏的熔点以上 溶解。
如聚乙烯醇（1799）在水中的溶解需在 95℃以上才能溶解，而聚乙烯醇（1788） 在温水中即可溶解。
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③教材上讲的分子量大的溶解度小，小 的溶解度大。是在有非溶剂共存时；或是 不良溶剂中，在降低温度等情况，才有上 述说法，那是分子大小不同的溶解性差异 造成的。
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二、高聚物的溶解性 1、高分子比小分子溶解要复杂， ①由于高分子有构型和构象的复杂性 高分子有分子量的多分散性，形状有 枝链，线形和交联 结晶和非结晶，分子链 惯穿多个晶区，非结晶部分分子链相互缠 结。 ②另外高分子与溶剂分子的尺寸相差悬 殊，运动速度也不一样，溶剂分子能较快 地渗透入高聚物，而高分子向溶剂扩散慢。
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Gibbs 方程
G=H-TS
G M H MT SM
Josiah Willard Gibbs (1839-1903)
GM 0 自发进行？
分为三种情况 状态
GM 0 不溶解，相分离
重点和要求：
了解不同聚合物的溶解过程差异；从Flory— Huggins晶格模型理论出发，所推导出的高分 子溶液混合过程的混合热、混合熵、混合自由 能和化学位与小分子理想溶液的差别及产生差 别的原因；何为溶液；相分离及其机理。
CED E V
CED –Cohesive energy density 内聚能密度
热力学分析 G M H mT SM
Gibbs free energy 自 Enthalpy
由能
焓
Entropy 熵
溶解自发进行的必要条件 GM 0
溶解过程中 SM 0 TSM0
因此，是否能溶取决于HM
(a) 极性高聚物溶于极性溶剂中，如果有强
V
(3) “高分子-溶剂相互作用参
数1小于1/2“原则
1
1 2
1
1 2
1
1 2
良溶剂
Байду номын сангаас status
Why?
劣溶剂
3.2 Thermodynamical properties of the flexible chain polymer solutions
3.2.1 ideal solution 理想溶液
VMi 0
溶液中溶质分子间，溶剂分子间， 溶质和溶剂分子间的相互作用是 相等的。
溶解过程中没有体积变化，也无 热量变化，溶液的蒸汽压服从
Raoult law.
HM i 0
M – mixing i - ideal
X1
N1 N1 N2
N1 – the mole number of solvent N2 – the mole number of solution
（3） 结晶聚合物的溶解
(i) 结晶聚合物的先熔 融，其过程需要吸热。
(ii) 熔融聚合物的溶解。
(i) 非极性聚合物 (ii) 极性聚合物
Key points for polymer dissolving
Linear polymers
线形聚合物， 先溶涨，后溶解
Crystalline polymers
结晶聚合物， 先熔融，后溶解
交联聚合物，
Cross-linked polymers
只溶涨，不溶解
3.1.2 溶剂选择
• “相似相溶”原则
• “溶度参数相近”原则
• “高分子-溶剂相互作用参数1小于
1/2“原则
（1）“相似相溶”原 则
极 极 非极 非极
(2) “溶度参数或内聚能密 度相近”原则
溶度参数 = 1/2 =
1, 2 – 分别为溶剂和高分子的体积分数
1, 2 – 分别为溶剂和高分子的溶度参数
VM – 混合后的体积
一般说来如果 12 1.7~2.0则聚合物不溶
Hildebrand公式适用于非极性或弱极性
强极性时要使用Hansen公式: 2 d2p2h2
式中：下标d、p、h分别表示色散力、极性力和氢键力
混合溶剂： 1122
F 聚合物各结构基团的摩尔引力常数
(c) 计算法 V 重复单元的摩尔体积
PMMA
O 668.2
C O CH 3
CH 2
269
C
303.4
65.6 n
CH 3 303.4
F=269+65.6+668.2+303.4*2=1609.6
V=M/=(5C+2O+8H)/1.19=100/1.19
F 19.154
传统上
广义上
W hy to study polymer solution?
研究 高分子溶液是研究单个高分子链结构的最佳方法
应用
粘合剂
涂料
溶液纺丝
增塑
共混
HOW to study polymer solution?
•聚合物的溶解过程 •溶剂的选择 •溶解状态：互溶 或 分离 •溶解热力学
Gibbs 混合自由能
本章教学目的：通过本章的学习，全面了解由于高分
子的长链大分子的结构特点带来的在溶解过程和溶液热 力学参数上的与小分子的不同，正确判断何时能溶、何 时为状态、何时发生相分离；对多组分聚合物组成的溶 液体系而言，由相分离机理不同所带来的织态结构和性 能差异。
第八讲 高聚物的溶解和Flory— Huggins初步介绍
如何测定溶度参数
溶度参数 = 1/2 =
CED E V
(a) 溶胀法：
用交联聚合物，使其在不同溶剂中达到溶胀 平衡后测其溶胀度，溶胀度最大的溶剂的溶 度参数即为该聚合物的溶度参数。
(b) 粘度法
即按照溶度参数原则，溶度参数越是接近相溶性越好，相 溶越好溶液粘度最大。所以把高分子在不同溶剂中溶解， 测其粘度，粘度最大时对应的溶剂的溶度参数即为此高分 子的溶度参数。
烈相互作用，一般会放热，HM <0, 从而溶
解过程自发进行。
(b) 大多数高聚物溶解时，HM >0, 从而溶 解过程能自发进行取决于HM 和TSM的相
对大小。
HM < TSM 能进行溶解。HM 越小越有利
于溶解的进行。
Hildebrand equation
H M12[12]2V M
Hildebrand J., Scott R.L., Solubility of Nonelectrolytes, Reinhold Publishing Corporation, New York, Chapter 7 (1949)
第三章 高分子溶液
本章学时：6
高分子物理 第三章 高分子溶液
武德珍
3W
W hat is polymer solution? W hy to study polymer solution? HOW to study polymer solution?
W hat is polymer solution?
本讲内容： 第一节 高聚物的溶解 •高聚物溶解过程的特点 •高聚物溶解过程的热力学解释 •溶剂的选择
第二节 高分子溶液的热力学性质 •小分子理想溶液的热力学
3.1 The solution of polymers 聚合物的溶解
The process of solution 溶解过程
（1） 非晶态聚合物的溶胀和溶解
(i) 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， 使高分子体积膨胀-溶胀。
(ii) 高分子被分散在溶剂中，整个 高分子和溶剂混合-溶解。
（2） 交联聚合物的溶胀平衡
交联聚合物在溶剂中可以发生溶胀， 但是由于交联键的存在，溶胀到一定 程度后，就不再继续胀大，此时达到 溶胀平衡，不能再进行溶解。
G=H-TS
G M H MT SM
Josiah Willard Gibbs (1839-1903)
GM 0 自发进行？
分为三种情况 状态
GM 0 不溶解，相分离
重点和要求：
了解不同聚合物的溶解过程差异；从Flory— Huggins晶格模型理论出发，所推导出的高分 子溶液混合过程的混合热、混合熵、混合自由 能和化学位与小分子理想溶液的差别及产生差 别的原因；何为溶液；相分离及其机理。
CED E V
CED –Cohesive energy density 内聚能密度
热力学分析 G M H mT SM
Gibbs free energy 自 Enthalpy
由能
焓
Entropy 熵
溶解自发进行的必要条件 GM 0
溶解过程中 SM 0 TSM0
因此，是否能溶取决于HM
(a) 极性高聚物溶于极性溶剂中，如果有强
V
(3) “高分子-溶剂相互作用参
数1小于1/2“原则
1
1 2
1
1 2
1
1 2
良溶剂
Байду номын сангаас status
Why?
劣溶剂
3.2 Thermodynamical properties of the flexible chain polymer solutions
3.2.1 ideal solution 理想溶液
VMi 0
溶液中溶质分子间，溶剂分子间， 溶质和溶剂分子间的相互作用是 相等的。
溶解过程中没有体积变化，也无 热量变化，溶液的蒸汽压服从
Raoult law.
HM i 0
M – mixing i - ideal
X1
N1 N1 N2
N1 – the mole number of solvent N2 – the mole number of solution
（3） 结晶聚合物的溶解
(i) 结晶聚合物的先熔 融，其过程需要吸热。
(ii) 熔融聚合物的溶解。
(i) 非极性聚合物 (ii) 极性聚合物
Key points for polymer dissolving
Linear polymers
线形聚合物， 先溶涨，后溶解
Crystalline polymers
结晶聚合物， 先熔融，后溶解
交联聚合物，
Cross-linked polymers
只溶涨，不溶解
3.1.2 溶剂选择
• “相似相溶”原则
• “溶度参数相近”原则
• “高分子-溶剂相互作用参数1小于
1/2“原则
（1）“相似相溶”原 则
极 极 非极 非极
(2) “溶度参数或内聚能密 度相近”原则
溶度参数 = 1/2 =
1, 2 – 分别为溶剂和高分子的体积分数
1, 2 – 分别为溶剂和高分子的溶度参数
VM – 混合后的体积
一般说来如果 12 1.7~2.0则聚合物不溶
Hildebrand公式适用于非极性或弱极性
强极性时要使用Hansen公式: 2 d2p2h2
式中：下标d、p、h分别表示色散力、极性力和氢键力
混合溶剂： 1122
F 聚合物各结构基团的摩尔引力常数
(c) 计算法 V 重复单元的摩尔体积
PMMA
O 668.2
C O CH 3
CH 2
269
C
303.4
65.6 n
CH 3 303.4
F=269+65.6+668.2+303.4*2=1609.6
V=M/=(5C+2O+8H)/1.19=100/1.19
F 19.154
传统上
广义上
W hy to study polymer solution?
研究 高分子溶液是研究单个高分子链结构的最佳方法
应用
粘合剂
涂料
溶液纺丝
增塑
共混
HOW to study polymer solution?
•聚合物的溶解过程 •溶剂的选择 •溶解状态：互溶 或 分离 •溶解热力学
Gibbs 混合自由能
本章教学目的：通过本章的学习，全面了解由于高分
子的长链大分子的结构特点带来的在溶解过程和溶液热 力学参数上的与小分子的不同，正确判断何时能溶、何 时为状态、何时发生相分离；对多组分聚合物组成的溶 液体系而言，由相分离机理不同所带来的织态结构和性 能差异。
第八讲 高聚物的溶解和Flory— Huggins初步介绍
如何测定溶度参数
溶度参数 = 1/2 =
CED E V
(a) 溶胀法：
用交联聚合物，使其在不同溶剂中达到溶胀 平衡后测其溶胀度，溶胀度最大的溶剂的溶 度参数即为该聚合物的溶度参数。
(b) 粘度法
即按照溶度参数原则，溶度参数越是接近相溶性越好，相 溶越好溶液粘度最大。所以把高分子在不同溶剂中溶解， 测其粘度，粘度最大时对应的溶剂的溶度参数即为此高分 子的溶度参数。
烈相互作用，一般会放热，HM <0, 从而溶
解过程自发进行。
(b) 大多数高聚物溶解时，HM >0, 从而溶 解过程能自发进行取决于HM 和TSM的相
对大小。
HM < TSM 能进行溶解。HM 越小越有利
于溶解的进行。
Hildebrand equation
H M12[12]2V M
Hildebrand J., Scott R.L., Solubility of Nonelectrolytes, Reinhold Publishing Corporation, New York, Chapter 7 (1949)
第三章 高分子溶液
本章学时：6
高分子物理 第三章 高分子溶液
武德珍
3W
W hat is polymer solution? W hy to study polymer solution? HOW to study polymer solution?
W hat is polymer solution?
本讲内容： 第一节 高聚物的溶解 •高聚物溶解过程的特点 •高聚物溶解过程的热力学解释 •溶剂的选择
第二节 高分子溶液的热力学性质 •小分子理想溶液的热力学
3.1 The solution of polymers 聚合物的溶解
The process of solution 溶解过程
（1） 非晶态聚合物的溶胀和溶解
(i) 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， 使高分子体积膨胀-溶胀。
(ii) 高分子被分散在溶剂中，整个 高分子和溶剂混合-溶解。
（2） 交联聚合物的溶胀平衡
交联聚合物在溶剂中可以发生溶胀， 但是由于交联键的存在，溶胀到一定 程度后，就不再继续胀大，此时达到 溶胀平衡，不能再进行溶解。