溶解与溶胀简述聚合物的溶解过程,并解释为大多聚合物如聚乙烯醇的溶解速度很慢? 解:因为聚合物分子与溶剂分子的大小相差悬殊,两者的分子运动速度差别很大,溶剂分子能比较快地渗透进入高聚物,而高分子向溶剂地扩散却非常慢。这样,高聚物地溶解过程要经过两个阶段,先是溶剂分子渗入高聚物内部,使高聚物体积膨胀,称为"溶胀",然后才是高分子均匀分散在溶剂中,形成完全溶解地分子分散的均相体系。整个过程往往需要较长的时间。 高聚物的聚集态又有非晶态和晶态之分。非晶态高聚物的分子堆砌比较松散,分子间的相互作用较弱,因而溶剂分子比较容易渗入高聚物内部使之溶胀和溶解。晶态高聚物由于分子排列规整,堆砌紧密,分子间相互作用力很强,以致溶剂分子渗入高聚物内部非常困难,因此晶态高聚物的溶解要困难得多。非极性的晶态高聚物(如PE)在室温很难溶解,往往要升温至其熔点附近,待晶态转变为非晶态后才可溶;而极性的晶态高聚物在室温能溶解在极性溶剂中。聚乙烯醇是一种不由单体聚合而通过聚醋乙烯酯水解得到的水溶性聚合物,简称。白片状、絮状或粉末状固体,无味。 聚乙烯醇的物理性受化学结构、醇解度、聚合度的影响。在聚乙烯醇分子中存在着两种化学结构,即1,3和1,2乙二醇结构,但主要的结构是1,3乙二醇结构,即"头·尾"结构。聚乙烯的聚合度分为超高聚合度(分子25~30万)、高聚合度(分子17-22万)、中聚合度(分子12~15万)和低聚合度〔2.5~3.5万〕。醇解度一般有78%、88%、98%三种。部分醇解的醇解度通常为87%~89%,完全醇解的醇解度为98%~。常取平均聚合度的千、百位数放在前面,将醇解度的百分数放在后面,如17-88即表聚合度为l 700,溶解度为88%。一般来说,聚合度增大,水溶液粘度增大,成膜后的强度和耐溶剂性提高,但水中溶解性、成膜后伸长率下降。 聚乙烯醇的相对密度(25℃/4℃)1.27~1.31(固体)、1.02(10%溶液),熔点230℃,玻璃化温度75~85℃,在空气中加热至100℃以上慢慢变、脆化。加热至160~170℃脱水醚化,失去溶解性,加热到200℃开始分解。超过250℃变成含有共轭双键的聚合物。折射率1.49~1.52,热导率0.2w/(m·K),比热容1~5J/(kg·K),电阻率(3.1~3.8)×107Ω·cm。溶于水,为了完全溶解一般需加热到65~75℃。不溶于、煤油、植物油、、、二氯乙烷、四碳、、醋乙酯、甲醇、乙二醇等。微溶于二甲亚砜。120~l50℃可溶于.但冷至室温时成为胶冻。溶解聚乙烯醇应先将物料在搅拌下加入室温水中.分散均匀后再升温加速溶解,这样可以防止结块,影响溶解速度。
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