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3?3??1.25?10kg?m聚合物密度,溶度参数的实验值??18.9~22.4(J?cm)。
221?3?1M?0.086kg?mol0解: PVAC
1.25?103??niGi?(4?0?6?139.7?2?255)?6M00.086?10
?22 ?19.6(J?cm)
1?3
4 上题中若已知基团吸引常数分别为:
COO 271, 57, 310,
求聚乙烯酸乙烯酯的溶度参数,并与上题的结果相比较。
2222F(J?cm)nF(J?cm) iii解:基团
1?31?3CH2CHCH3 436,
CH2271 271 57 57 632 632 436 436
CHCOOCH31.25?103???niFi?(271?57?632?436)?6M00.086?10
?
?20.3(J2?cm2)
1?35 用磷酸三苯酯(?1?19.6)做PVC(?P?19.4)的增塑剂,为了加强它们的相容性,尚须加
'?1入一种稀释剂(?16.3,分子量为350)。试问这种稀释剂加入的最适量为多少?
解:设加入稀释剂的体积分数为?1,重量为W1,由溶剂混合法则:
?P??1'?1??1(1??1)
19.4?19.6(1??1)?16.3?1
解出?1?0.06,?2?1??1?0.94,若取磷酸三苯酯100份,其分子量=326,
W1/350100/326?W1/350
?W1?6.85(份) 0.06?
6 (1)应用半经验的“相似相溶原则”,选择下列聚合物的适当溶剂:天然橡胶,醇酸树脂,有机玻璃,聚丙烯腈;(2)根据“溶剂化原则”选择下列聚合物的适当溶剂:硝化纤维,聚氯乙烯,尼龙6,聚碳酸酯;(3)根据溶度参数相近原则选择下列聚合物的适当溶剂:顺丁橡胶,聚丙烯,聚苯乙烯,涤纶树脂。
解:(1)相似相溶原则:
(CH2CCHCH2)nCH3nC7H16CH3溶剂: ,,
(OROCOR'C)nOCH3COC2H5O
CH3(CH2C)nCH3CCH3CH3COC2H5COOCH3OO,
(CH2CH)nCNCNCNCH2,
RRCH3HCNCH3OCH3CH3
(2)溶剂化原则:
-CellONO2O-OC溶剂: ,
OC
(CH2CH)n-OCl-,
CH3CH3
[(CH2)5CNH]n-OHO[OCH3CCH3ClOC]HnCOHCl++(3)溶度参数相近原则: (CH2CHCHCH2)n溶剂:
(CH2CH)nCH3CH3
,
(CH2CH)nCH3
(OCH2CH2OCOC)nOOH +
C2H2Cl4
m),导出其中溶剂的化学位变化(??1),并说明在什么条件下7 由高分子的混合自由能(
高分子溶液中溶剂的化学位变化,等于理想溶液中溶剂的化学位变化。
?G解:由
?Gm?RT(n1ln?1?n2ln?2?n?1?2)
??(?Gm)???1????n1??T,P,n2
则
???n1xn2xn2?????RT?nln?nln?n?121????nn?xnn?xnn?xn121212???1?1???RT?ln?1?(1?)?2??1?22?x??
当溶液浓度很稀时,
1ln?1?ln(1??2)???2??22?2??1,2
????1?????1?RT?2???1???22?2?? ?x?1?1?2,且高分子与溶剂分子体积相等时, 当
x?V2/V1?1,则有:
??1?RT??1??2xn2?n2?RT????RT??RTx2?xn1?n2?xn1?xn2?
而理想溶液
i1?G?RT?n1lnx1?n2lnx2?
imi??(Gm)????????n1?T,P,n2
??n1n2??RTnln?nln2?1??n1?n1?n2n1?n2??RTln
n1?RTlnx1n1?n2i1
?RTln(1?x2)?RTx2则此时 ??1???
8 Huggins参数?1的物理意义如何?在一定温度下?1值与溶剂性质(良溶剂、不良溶剂、非溶剂)的关系如何?在一定溶剂中?1值与混合热及温度的关系如何? 解:由
在一定温度下,
?1?(Z?2)??12V?1?1(?1??2)2kTRT及
当?1?0即??12?0,良溶剂体系; 当?1?0即??12?0,理想溶液体系; 当?1?0即??12?0,视?1数值的大小,
其中?1?0.5可溶解,?1?0.5为?溶剂,?1?0.5难溶解。 由
?Hm?RTn1?1?2
?Hm?0,则?Gm?0可溶解; ?Hm?0,则?Gm?0无热溶液;
当?1?0,
当?1?0,
mm视m与m的数值而定。当?1?0,,则
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:
?H?0?G?S?H(1)此聚合物溶液的混合熵
?Sm(高分子);
'?Sm(理想);
(2)依照理想溶液计算的混合熵
''?Sm;
(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
W2W1?1%?99%W1?W2W?W2和1
设此溶液为0.1kg,相当于高分子0.001kg,溶剂0.099kg,则 摩尔数 n1?W1/M1?0.099/0.1?0.99
n2?W2/M2?0.001/103?10?6 n10.99?1???0.994?6n1?xn20.99?10?10体积分数
?2?1??1?0.01
?S(高分子)??R(n1ln?1?n2ln?2) (1)m??8.31(0.99ln0.99?10?6ln0.01) ?8.27?10?2(J?K?1)
n10.99x1???1?6n?n0.99?1012(2)摩尔分数:
n210?6?6x2???10n1?n20.99?10?6
??8.31(0.99ln1?10?6ln10?6)?1.15?10?4(J?K?1)(3)切成10个小分子时,
4
'?Sm(理想)??R(n1lnx1?n2lnx2)
46n?1/M?X/M?10/10?0.01 n?0.9920n摩尔数 1, 0.99x1??0.990.99?0.01摩尔分数 , x2?0.01 ''?Sm??R(n1lnx1?n2lnx2)
??8.31(0.99ln0.99?0.01ln0.01)
(4)由计算结果可见:
'''4?Sm(理想)??S(高分子)??S(mm10个小分子)
?0.465(J?K?1)
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