物化第九章大分子溶液
28页1、第九章,Macromolecule,大分子溶液,大分子分类,Staudinger 把相对分子质量大于104的物质称之为大分子,主要有:,天然大分子: 如淀粉、蛋白质 、纤维素、核酸 和各种生物大分子等。,人工合成大分子: 如合成橡胶、聚烯烃、树脂和合 成纤维等。,合成的功能高分子材料有:光敏高分子、导电性高 分子、医用高分子和高分子膜等。,第一节 大分子概述及平均摩尔质量 Macromolecule & Average Mol.Weight,三种溶液性质的比较,大分子平均摩尔质量的表示法,数均摩尔质量,质均摩尔质量,Z均摩尔质量,粘均摩尔质量,由于聚合过程中,每个分子的聚合程度可以不一样,所以聚合物的摩尔质量只能是一个平均值。而且,测定和平均的方法不同,得到的平均摩尔质量也不同。常用有四种平均方法,因而有四种表示法:,数均摩尔质量,数均摩尔质量可以用端基分析法和渗透压法测定。,有一高分子溶液,各组分的分子数分别为N1,N2, , NB ,其对应的摩尔质量为M1,M2,MB。则数均摩尔质量的定义为:,质均摩尔质量,质均摩尔质量可以用光散射法测定。,设B组分的分子质量为mB,则质均摩尔质量
2、的定义为,Z均摩尔质量,在光散射法中利用Zimm图从而计算的高分子摩尔质量称为Z均摩尔质量,它的定义是,式中:,粘均摩尔质量,用粘度法测定的摩尔质量称为粘均摩尔质量。 它的定义是,式中 为与溶剂、大分子化合物和温度有关的经验 常数。 ,为分子的质量。,数均摩尔质量对高分子化合物中的相对分子质量较低的部分比较敏感,而质均和Z均摩尔质量则对相对分子质量较高的部分比较敏感。假如试样的分子大小是均匀的(单分散体系),则各种平均方法都一样,Mn=Mm=Mz;而一般的大分子化合物大小是不均匀的,这三种平均值的大小为MnMmMz,分子愈不均匀,这三种平均值的差别就越大。通常用Mm/Mn的比值来估计大分子化合物摩尔质量分布的情况。 Mm/Mn的比值越大,表明摩尔质量分布范围越宽,分子大小越不均匀。,第二节 大分子溶液的流变性 Rheologic Property of Macromolecular Solution,一、流体的粘度 流体与固体的主要区别在于具有流动性。但是流体的流动性只有在外力推动下才能表现出来。不同的流体,其流动的难易程度是不同的。流体流动时所表现出来的这种内摩擦阻力称为流体的粘度,
3、它是流体粘性的量度。,对处于层流状态下的液体,切力F与两液层之间的接触面积A及切速率dv/dx(rate of shear)成正比,即 如果用表示单位面积上的切力,则,式中比例系数称为粘度系数(viscosity coefficient ),简称粘度。其物理意义是使单位面积的液层,保持速度梯度为1时所施加的切力。粘度的单位是“帕 秒”,用Pa S表示。,二、流变曲线与流型 一切流体的流变性都可以用切速率dv/dx与切力之间的关系曲线来描述,这种关系曲线称为流变曲线。不同流变性的流体具有不同的流变曲线,根据流变曲线的形状,流体可以分为以下几种流型。 牛顿型 塑流型 假塑流型 胀流型 触变流型,不同流型的流变曲线,第三节 大分子化合物平均摩尔质量的测定 Determination Average Mol.Weight of Macromolecule,大分子化合物的摩尔质量不仅能影响其溶液的物理化学性质,而且还会影响到某些药用大分子在体内的代谢,所以摩尔质量是大分子化合物的重要参数。测定大分子化合物摩尔质量的方法很多,常用的有渗透压法、沉降法、粘度法等。,粘度的表示方法,设纯溶剂的粘度为
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