第三章 高分子材料

藥物制劑輔料與包裝材料藥物制劑技術(shù)教研室第三章高分子材料第一節(jié)高分子材料概述一、高分子的定義與分類一）高分子的定義高分子化合物（簡(jiǎn)稱高分子）是分子量很高（>10000）的一類化合物，是以共價(jià)鍵連接若干個(gè)重復(fù)單元所形成的以長(zhǎng)鏈結(jié)構(gòu)為基礎(chǔ)的大分子化合物。一）高分子的定義重復(fù)單元和單體均聚物：一）高分子的定義結(jié)構(gòu)單元

結(jié)構(gòu)單元重復(fù)結(jié)構(gòu)單元一）高分子的定義共聚物：兩種以上單體共聚而成。聚合度：重復(fù)單元的個(gè)數(shù)，記為n。一）高分子的定義高分子的表示均聚物一）高分子的定義兩個(gè)結(jié)構(gòu)單元的聚合物一）高分子的定義高分子材料——源于高分子化合物的實(shí)用性材料二）高分子的命名習(xí)慣命名法1.天然高分子：根據(jù)來源或習(xí)慣叫法。纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)、殼多糖（甲殼素）、蛋白質(zhì)、海藻酸等2.半合成高分子（天然聚合物衍生物）：衍生基團(tuán)+天然聚合物名稱羧甲基纖維素、羧甲基淀粉習(xí)慣命名法3.合成聚合物：1）由一種單體合成的高分子：“聚”+單體名稱如聚氯乙烯、聚乙烯等2）由兩種單體通過縮聚反應(yīng)合成的高分子：“聚”+兩單體生成的產(chǎn)物名稱，對(duì)苯二甲酸和乙二醇的縮聚產(chǎn)物叫“聚對(duì)苯二甲酸乙二酯”己二酸和己二胺的縮聚產(chǎn)物叫“聚己二酸己二胺”習(xí)慣命名法3）由兩種單體通過鏈?zhǔn)骄酆戏磻?yīng)合成的共聚物：

兩單體名稱或簡(jiǎn)稱之間+“-”+“共聚物”如乙烯和醋酸乙烯酯的共聚產(chǎn)物叫“乙烯-醋酸乙烯酯共聚物”、聚氧乙烯/聚氧丙烯共聚物商品名綸：合成纖維商品滌綸聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯（聚酯）丙綸聚丙烯錦綸聚酰胺（尼龍）樹脂：類似于天然樹脂類商品酚醛樹脂橡膠：丁苯橡膠系統(tǒng)命名確定重復(fù)單元結(jié)構(gòu)，排出次級(jí)單元（subunit）的次序，兩個(gè)原則:1.對(duì)乙烯基聚合物，先寫有取代基的部分；2.連接元素最少的次級(jí)單元寫在前面給重復(fù)單元命名，在前面加“聚”字例子:

聚(1－苯基乙烯)Poly(1-phenylethylene)（三）高分子的分類習(xí)慣分類法：P21按聚合物來源按聚合基本反應(yīng)按分子形狀按聚合物熱性質(zhì)按性能和用途：塑料、纖維、橡膠（三）高分子的分類按性能和用途：塑料、纖維、橡膠塑料：一定條件下具有可塑性和流動(dòng)性的高分子材料纖維：具有一定強(qiáng)度的線狀或絲狀高分子材料的總稱，直徑僅為長(zhǎng)度的千分子一，受力形變小。橡膠：室溫下具有高彈性的高分子材料，產(chǎn)生很大的彈性形變（三）高分子的分類科學(xué)分類法：分為三類1.有機(jī)高分子：主鏈由C、O、N、S、P組成均鏈高分子：主鏈完全由C原子組成雜鏈高分子：主鏈除C外，還含O,N,S等雜原子聚乙烯聚丙烯聚乙二醇尼龍—6注意：芳環(huán)視為雜原子（三）高分子的分類2.元素有機(jī)高分子：主鏈中不含有C原子，而是由Si、Al等和O原子構(gòu)成，側(cè)鏈由甲基、乙基等有機(jī)基團(tuán)。聚二甲基硅氧烷（三）高分子的分類3.無機(jī)高分子：由碳原子以外的原子構(gòu)成，即主鏈和側(cè)鏈中都不含碳原子。玻璃、石英等二高分子結(jié)構(gòu)高分子結(jié)構(gòu)一、高分子鏈結(jié)構(gòu)二、高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)一、高分子鏈結(jié)構(gòu)高分子鏈結(jié)構(gòu)：?jiǎn)蝹€(gè)高分子鏈中原子或基團(tuán)間的幾何排列，屬于分子內(nèi)結(jié)構(gòu)。分為近程結(jié)構(gòu)和遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)。1.近程結(jié)構(gòu)定義：是指分子鏈中較小范圍的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，包含高分子結(jié)構(gòu)單元的化學(xué)組成和鍵接方式、空間排列以及支化和交聯(lián)等。近程結(jié)構(gòu)1.均聚物結(jié)構(gòu)單元的鍵接順序?qū)ΨQ單體：只有一種鍵接方式例：聚乙烯不對(duì)稱單體：首-尾連接首-首連接尾-尾連接如單體CH2=CHX聚合時(shí)，所得單體單元結(jié)構(gòu)如下：首尾單體單元連接方式可有如下三種：1.均聚物結(jié)構(gòu)單元的鍵接順序共軛雙烯聚合物的鍵接順序共軛雙烯單體聚合時(shí)可形成結(jié)構(gòu)不同的單體單元，如最簡(jiǎn)單的共軛雙烯丁二烯可形成三種不同的單體單元：1,2-加成結(jié)構(gòu)反式1,4-加成結(jié)構(gòu)順式1,4-加成結(jié)構(gòu)近程結(jié)構(gòu)2.共聚物的序列結(jié)構(gòu)由兩種或兩種以上單體聚合而成的聚合物叫共聚物。如在同一個(gè)聚合釜中，將丁二烯與苯乙烯兩種單體混合聚合，得到的是丁苯共聚物：2.共聚物的序列結(jié)構(gòu)很多高分子材料都是共聚物。按單體單元在高分子鏈中的不同序列分布分類的話，共聚物有四種類型：①無規(guī)共聚物：兩種單元在鏈中的排列順序是不能預(yù)測(cè)的。-A-B-A-A-B-A-B-B-A-A-B-A-B-B-A-B-2.共聚物的序列結(jié)構(gòu)②交替共聚物交替共聚物就是A和B兩種結(jié)構(gòu)單元在高分子鏈中交替排列。-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-A-B-2.共聚物的序列結(jié)構(gòu)③嵌段共聚物：高分子鏈中由一種結(jié)構(gòu)單元鏈段和另一種結(jié)構(gòu)單元鏈段相接組成。兼具有兩種均聚物的性質(zhì)。-A-A-A-A-A-A-A-A-B-B-B-B-B-B-B-B-2.共聚物的序列結(jié)構(gòu)④接枝共聚物：共聚物的主鏈?zhǔn)且环N均聚物，支鏈?zhǔn)橇硪环N均聚物稱接枝共聚物。近程結(jié)構(gòu)3.支鏈、交聯(lián)和端基支鏈（較線形分子不易結(jié)晶）支鏈（較線形分子不易結(jié)晶）線形高分子環(huán)狀高分子支化高分子梳形高分子梯形高分子網(wǎng)狀高分子星形高分子體型高分子3.支鏈、交聯(lián)和端基交聯(lián)定義：線型高分子或支化高分子上若干點(diǎn)彼此通過支鏈或化學(xué)鍵相連接形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)大分子的過程。交聯(lián)高分子不溶不熔，不易變形。交聯(lián)程度，性質(zhì)也有不同3.支鏈、交聯(lián)和端基端基端基對(duì)化學(xué)性質(zhì)的影響及封端滌綸：4.高分子鏈的構(gòu)型旋光異構(gòu)（立體異構(gòu)）高分子鏈的構(gòu)型1.旋光異構(gòu)（立體異構(gòu)）

分子中具有手征性中心的藥物，其立體構(gòu)型往往是專一的。所謂手性即不對(duì)稱性。

DL對(duì)糖、氨基酸命名比較方便RS命名規(guī)則

1）遵循一定規(guī)則，把與手性中心相連的四個(gè)原子或原子團(tuán)（a，b，c，d）確定一個(gè)次序，如a>b>c>d。2）將次序最小的基團(tuán)（d）指向離開我們的方向（對(duì)面），然后觀察剩余基團(tuán)的排列。沿最優(yōu)先基團(tuán)a到b到c，如果是順時(shí)針方向排列，則為R型（右），反之S型（左）。

立體異構(gòu)

當(dāng)高分子鏈中含有不對(duì)稱碳原子時(shí)，則會(huì)形成立體異構(gòu)體全同立構(gòu)Isotactic間同立構(gòu)Syndiotactic高分子鏈的立構(gòu)規(guī)整性無規(guī)立構(gòu)Atactic

高分子鏈上有取代基的碳原子可以看成是不對(duì)稱碳原子將鋸齒形碳鏈排在一個(gè)平面上，取代基在空間有不同的排列方式連有四個(gè)不相同的原子或基團(tuán)的碳原子稱為不對(duì)稱碳原子2.幾何異構(gòu)雙鍵不能旋轉(zhuǎn)順式（天然橡膠）反式（古塔波膠）分子鏈中的結(jié)構(gòu)差異，對(duì)聚合物的性能影響很大順式聚丁二烯是性能很好的橡膠反式聚丁二烯則是塑料遠(yuǎn)程結(jié)構(gòu)定義：整個(gè)分子范圍內(nèi)的結(jié)構(gòu)狀態(tài)，又稱二次結(jié)構(gòu)，包括高分子鏈的長(zhǎng)短和分子鏈的構(gòu)象（一）高分子鏈的內(nèi)旋轉(zhuǎn)與構(gòu)象單鍵內(nèi)旋：構(gòu)象產(chǎn)生的基礎(chǔ)平衡時(shí)高分子常見構(gòu)象：無規(guī)線團(tuán)、折疊鏈、螺旋鏈二、高分子聚集態(tài)結(jié)構(gòu)聚集狀態(tài)：高分子鏈間的幾何排列。包含晶態(tài)結(jié)構(gòu)、非晶態(tài)結(jié)構(gòu)、取向結(jié)構(gòu)和織態(tài)結(jié)構(gòu)。（三次結(jié)構(gòu)）分子間作用力范德華力：定向力，誘導(dǎo)力，色散力氫鍵：化學(xué)鍵鍵能：300~500kJ/mol，次價(jià)力能量：40kJ/mol左右次價(jià)力（相對(duì)于化學(xué)鍵能）1結(jié)晶態(tài)與非結(jié)晶態(tài)1.結(jié)晶結(jié)構(gòu)的基本單元是鏈段，聚合物只能部分結(jié)晶2.在結(jié)晶聚合物中，結(jié)晶部分和非結(jié)晶部分共存結(jié)晶度Xc=晶相含量/（非晶相含量+晶相含量）結(jié)晶態(tài)與非結(jié)晶態(tài)性能的影響：聚合物結(jié)晶態(tài)時(shí)，密度增加、透明度降低、耐熱性和剛性提高；彈性、抗沖擊性降低結(jié)晶聚合物的結(jié)構(gòu)模型取向態(tài)取向態(tài)：聚合物在外力作用下，分子鏈沿外力方向平行排列形成的結(jié)構(gòu)。單軸取向：雙軸取向：取向態(tài)再如薄膜的單軸拉伸薄膜的雙軸拉伸取向：取向態(tài)有利于聚合物結(jié)晶，在取向方向上的機(jī)械強(qiáng)度增大織態(tài)結(jié)構(gòu)定義：不同聚合物之間或聚合物與其他成分之間的堆砌排列形成的結(jié)構(gòu)。共混聚合物：兩種或以上的高分子材料加以物理混合使之形成的混合物。織態(tài)結(jié)構(gòu)改善高分性能：聚苯乙烯加入橡膠，提高韌性和抗沖擊性聚乙烯和聚丙烯共混時(shí)，加入乙烯醋酸乙烯共聚物，提高抗沖擊性三、高分子的化學(xué)反應(yīng)研究意義聚合物進(jìn)行化學(xué)改性；可以合成具有特殊功能的高分子材料；還可研究聚合物的化學(xué)結(jié)構(gòu)及其破壞因素和規(guī)律三、高分子的化學(xué)反應(yīng)有機(jī)化學(xué)反應(yīng)：高分子化學(xué)反應(yīng)高分子反應(yīng)特點(diǎn)（1）反應(yīng)活性低，反應(yīng)速度慢，反應(yīng)往往不完全反應(yīng)只能用基團(tuán)轉(zhuǎn)化率來表征，即指起始基團(tuán)生成各種基團(tuán)的百分?jǐn)?shù)基團(tuán)轉(zhuǎn)化率不能達(dá)到百分之百，是由高分子反應(yīng)的不均勻性和復(fù)雜性造成的高分子反應(yīng)特點(diǎn)（2）產(chǎn)物不純，副反應(yīng)多，化學(xué)反應(yīng)十分復(fù)雜很難定量而完整地反映真實(shí)情況（3）加入少量試劑即可引起大分子性質(zhì)上的巨大變化高分子反應(yīng)特點(diǎn)擴(kuò)散因素鄰近基團(tuán)的影響高分子化學(xué)反應(yīng)分類根據(jù)聚合度的變化分為：基團(tuán)反應(yīng)交聯(lián)反應(yīng)降解反應(yīng)一）基團(tuán)反應(yīng)是指高分子側(cè)基或端基發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)。主要用于高分子改性。聚合度不變反應(yīng)類型：酯化、醚化、鹵化、磺化、硝化、酰胺化、縮醛化、水解、醇解等，不飽和鍵的加氫反應(yīng)二）交聯(lián)反應(yīng)是指高分子在熱、光或交聯(lián)劑作用下，聚合物分子間成鍵而構(gòu)成三維網(wǎng)狀或體型結(jié)構(gòu)的化學(xué)反應(yīng)對(duì)聚合物性能的影響：強(qiáng)度、硬度、耐化學(xué)腐蝕性得到加強(qiáng)三）降解反應(yīng)聚合物分子量變小的反應(yīng)總稱降解，其中包括解聚、無規(guī)斷鏈及取代基的消除等反應(yīng)降解條件：光、熱、機(jī)械力、化學(xué)試劑、微生物熱降解指聚合物熱的作用下發(fā)生的降解反應(yīng)，可分三種：解聚，無規(guī)斷裂，取代基的消除1.解聚解聚可看成鏈增長(zhǎng)的逆反應(yīng)，一般是自由基反應(yīng)，先在鏈端發(fā)生斷裂，生成活性較低的自由基，然后按連鎖機(jī)理迅速脫除單體，這就是解聚反應(yīng)熱降解2.無規(guī)斷裂聚合物受熱時(shí)，主鏈的任何處都可以斷裂，分子量迅速下降，單體收率很少，這種反應(yīng)稱為無規(guī)斷鏈歧化終止熱降解2.無規(guī)斷裂熱降解3.取代基的消除聚合物熱降解時(shí)主要以側(cè)基脫除為主，并不發(fā)生主鏈斷裂。機(jī)械降解在機(jī)械力作用下，高分子主鏈斷裂。分子量降低。研磨、撞擊、強(qiáng)烈攪拌等作用生物降解通常指聚合物在生物環(huán)境中水、酶、微生物等作用下，產(chǎn)生碎片或其他降解的現(xiàn)象。主要包括水解、氧化、酶解等。應(yīng)用舉例：外科修復(fù)、吸收性腸線、植入型控釋制劑、注射用控釋制劑。降解為無毒產(chǎn)物。聚合物的老化與防老化現(xiàn)象：

1.外觀：變色、變形、龜裂、斑點(diǎn)等；

2.物理化學(xué)性質(zhì)：比重、熔點(diǎn)、溶解度、分子量、耐熱性、耐化學(xué)腐蝕等；

3.機(jī)械強(qiáng)度：拉伸強(qiáng)度、沖擊強(qiáng)度、硬度、彈性、耐磨強(qiáng)度等；4.電性能：絕緣電阻、介電損耗、擊穿電壓等；聚合物的老化與防老化老化：高分子在使用或保存過程中性能變壞的現(xiàn)象。聚合物的老化與防老化防老化（i）光屏蔽劑能反射紫外光，防止透入聚合物內(nèi)部，減少光激發(fā)反應(yīng)。（ii）光穩(wěn)定劑能吸收紫外光（iii）抗氧劑同活性自由基反應(yīng)，使自由基滅活第二節(jié)高分子材料的基本性質(zhì)一、高分子材料的物理性能非晶聚合物在不同的溫度下，分別呈現(xiàn)三種不同的力學(xué)狀態(tài)和兩種轉(zhuǎn)變區(qū)。三種力學(xué)狀態(tài)玻璃態(tài)、高彈態(tài)、粘流態(tài)兩種轉(zhuǎn)變區(qū)玻璃化轉(zhuǎn)變區(qū)——玻璃化溫度Tg粘流轉(zhuǎn)變區(qū)——粘流溫度Tf高分子的熱－形變曲線為了激發(fā)高聚物中各運(yùn)動(dòng)單元的運(yùn)動(dòng)，我們采用加熱的方法。并對(duì)高聚物試樣施加一恒定的力，觀察試樣發(fā)生的形變與溫度的關(guān)系，即采用熱機(jī)械曲線的方法來考察這個(gè)問題。ABCDETbTgTfT/℃形變%A-玻璃態(tài)；B-過渡區(qū)；C-高彈態(tài)；D-過渡區(qū)；E-黏流態(tài)Tb-脆化溫度；Tg-玻璃化溫度；Tf-黏流溫度玻璃態(tài)由于溫度低，鏈段的熱運(yùn)動(dòng)不足以克服主鏈內(nèi)旋轉(zhuǎn)位壘，因此，鏈段的運(yùn)動(dòng)處于“凍結(jié)”狀態(tài)，只有側(cè)基、鏈節(jié)、短支鏈、鍵長(zhǎng)、鍵角等的局部運(yùn)動(dòng)。在力學(xué)行為上表現(xiàn)為模量高（109～1010Pa）和形變小（1‰以下），具有虎克彈性行為（外力撤去后，形變立即消失、恢復(fù)原狀），質(zhì)硬而脆高彈態(tài)在Tg以上，鏈段運(yùn)動(dòng)已充分發(fā)展。聚合物彈性模量降為105-106Pa左右，在較小應(yīng)力下，即可迅速發(fā)生很大的形變（100%-1000%），除去外力后，形變可迅速恢復(fù)，因此稱為高彈性或橡膠彈性。高彈態(tài)是聚合物特有的力學(xué)狀態(tài)。高彈形變是鏈段運(yùn)動(dòng)使卷曲的分子鏈發(fā)生伸展運(yùn)動(dòng)的宏觀表現(xiàn)粘流態(tài)溫度高于Tf以后，由于鏈段的劇烈運(yùn)動(dòng)，在外力作用下，整個(gè)大分子鏈重心可發(fā)生相對(duì)位移（其運(yùn)動(dòng)占絕對(duì)優(yōu)勢(shì)），產(chǎn)生不可逆形變即粘性流動(dòng)。此時(shí)聚合物為粘性液體（熔體/液體狀）。分子量越大，Tf就越高，粘度也越大。高分子制品的加工成型多在此區(qū)域進(jìn)行。交聯(lián)聚合物則無粘流態(tài)存在，因?yàn)樗荒墚a(chǎn)生分子間的相對(duì)位移。三種熱力學(xué)狀態(tài)比較三種物理狀態(tài)運(yùn)動(dòng)單元力學(xué)行為特征應(yīng)用玻璃態(tài)Tb～Tg鍵長(zhǎng)、鍵角基團(tuán)形變小，并且形變可逆，屬于普彈性能。結(jié)構(gòu)類似玻璃，彈性模量大。塑料、纖維高彈態(tài)Tg～Tf鏈段形變大，形變可逆，彈性模量較小。橡膠黏流態(tài)Tf～Td鏈段、大分子鏈形變?yōu)椴豢赡?，屬于永久形變，無強(qiáng)度。流動(dòng)取決于相對(duì)分子質(zhì)量大小。成型加工、油漆、黏合劑在不同外部條件下，非晶態(tài)聚合物存在三種不同的力學(xué)狀態(tài)兩種狀態(tài)轉(zhuǎn)變過程玻璃態(tài)高彈態(tài)粘流態(tài)玻璃化轉(zhuǎn)變粘流轉(zhuǎn)變二、高分子化合物的分子量和分子量分布（一）高分子分子量特點(diǎn)及分子量表示方法兩大特點(diǎn)：分子量大多分散性一般測(cè)得的高分子的分子量都是平均分子量聚合物的平均分子量相同，但分散性不一定相同分子量表示1.數(shù)均分子量按聚合物中含有的分子數(shù)目統(tǒng)計(jì)平均的分子量高分子樣品中所有分子的總重量除以其分子(摩爾)總數(shù)分子量表示2.重均分子量：按照聚合物的重量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)平均的分子量重均分子量大于數(shù)均分子量分子量表示3.粘均分子量分子量計(jì)算舉例：設(shè)一聚合物樣品，其中分子量為104的分子有10mol,分子量為105的分子有5mol,求分子量（二）分子量分布表示方法例：計(jì)算樣品1和樣品2的數(shù)均分子量樣品1,M100005000090000樣品1,n1mol1mol1mol樣品2,M450005000055000樣品2,n1mol1mol1mol（二）分子量分布表示方法單獨(dú)一種平均分子量不足以表征聚合物的性能，還需要了解分子量多分散性的程度多分散性指數(shù)HI即重均分子量與數(shù)均分子量的比值，Mw/Mn（二）分子量分布表示方法例：計(jì)算樣品1和樣品2的多分散性樣品1,M100005000090000樣品1,n1mol1mol1mol樣品2,M450005000055000樣品2,n1mol1mol1mol舉例:假設(shè)某一聚合物樣品中，分子量為104的M1分子有10mol，分子量為105的M2分子有5mol，分子量為5*105的M3分子有5mol,求聚合物分子量和多分散性指數(shù)M1的數(shù)量分?jǐn)?shù)N1=10/(10+5+5)=0.5,

重量分?jǐn)?shù)W1=104*10/(104*10+105*5+5*105*5)=0.032M2的N2=0.25,W2=0.161;M3的N3=0.25,W3=0.807;Mn=∑NiMi=0.5*104+0.25*105+0.25*(5*105)=1.55*105;Mw=∑WiMi=0.032*104+0.161*105+0.807*(5*105)=4.23*105;d=Mw/Mn=4.23*105/1.55*105=2.73多分散性

Mw/Mn

分子量分布情況

1均一分布接近1(1.5~2）分布較窄遠(yuǎn)離1(20~50)分布較寬討論Mw>Mn，Mn靠近聚合物中低分子量的部分，即低分子量部分對(duì)Mn影響較大Mw靠近聚合物中高分子量的部分，即高分子量部分對(duì)Mw影響較大一般用Mw來表征聚合物比Mn更恰當(dāng)，因?yàn)榫酆衔锏男阅苋鐝?qiáng)度、熔體粘度更多地依賴于樣品中較大的分子（三）分子量及分布對(duì)聚合物性能的影響力學(xué)性能如抗張強(qiáng)度、抗沖擊強(qiáng)度、硬度及粘合強(qiáng)度隨分子量增大而增大。如聚苯乙烯，Mn相同，HI大的樣品力學(xué)性能較高（Mw

更大，分子量大的高分子多）。三、高分子溶液的理化性質(zhì)一）高分子溶解過程溶解過程的復(fù)雜性：由于高聚物的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，分子量大，具有多分散性，形狀多樣（線，支化，交聯(lián)），聚集態(tài)不同（結(jié)晶態(tài)，非晶態(tài)），所以溶解的影響因素很多，溶解過程比小分子固體復(fù)雜的多。高分子溶解過程——溶脹高分子的溶解是一個(gè)緩慢過程，分兩步進(jìn)行，首先溶脹，然后溶解。溶脹是溶劑分子擴(kuò)散進(jìn)入高分子內(nèi)部，使其體積增大的現(xiàn)象。由于聚合物鏈與溶劑分子大小相差懸殊，溶劑分子向聚合物滲透快，而聚合物分子向溶劑擴(kuò)散慢，結(jié)果溶劑分子向聚合物分子鏈間的空隙滲入，使之體積脹大，但整個(gè)分子鏈還不能做擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)；高分子溶解過程——溶解溶解是指溶劑的聚合物逐漸分散成真溶液，形成的均相體系的過程。隨著溶劑分子的不斷滲入，聚合物分子鏈間的空隙增大，加之滲入的溶劑分子還能是高分子鏈溶劑化，從而削弱了高分子鏈間的相互作用，使鏈段得以運(yùn)動(dòng)，直至脫離其他鏈段的作用，轉(zhuǎn)入溶解。當(dāng)所有的高分子都進(jìn)入溶液后，即形成均一溶液。晶態(tài)聚合物的溶解晶態(tài)難溶解（分子排列規(guī)整，堆砌緊密）熱力學(xué)穩(wěn)定相態(tài)，分子鏈排列緊密、規(guī)整，分子間作用力大，所以溶解要比非晶聚合物困難得多。首先吸熱，分子鏈開始運(yùn)動(dòng)，晶格被破壞。然后被破壞晶格的聚合物與溶劑發(fā)生作用，同非晶聚合物一樣，先發(fā)生溶脹，再溶解。非晶態(tài)聚合物的溶解非晶態(tài)較易溶解分子堆砌較松散，分子間力較小，溶劑容易進(jìn)入高分子內(nèi)部交聯(lián)聚合物的溶解交聯(lián)聚合物只能發(fā)生溶脹，不能發(fā)生溶解。交聯(lián)度大，溶脹度?。唤宦?lián)度小，溶脹度大溶脹度Q＝溶脹后溶脹體總體積/溶脹前高分子體積W1——溶脹體內(nèi)溶劑的重量W2——溶脹體內(nèi)聚合物的重量

——溶劑的密度

——溶脹前聚合物的密度Q——溶脹度高分子溶液制備容易溶于熱水：先用冷水潤(rùn)濕及分散，再加熱水?dāng)嚢枞軇├壕垡蚁┐?、甲基纖維素容易溶于冷水：先用熱水潤(rùn)濕及分散，再加冷水?dāng)嚢枞軇├毫u丙基甲基纖維素對(duì)于纖維素衍生物，溶解后在室溫貯藏48小時(shí)，以獲得較好的粘度和澄明度三、高分子溶液的理化性質(zhì)二）凝膠及其性質(zhì)凝膠：溶脹的三維網(wǎng)狀高分子聚合物分子間相互連接，形成空間網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，而在網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的孔隙中又填充了液體介質(zhì)，這樣一種分散體系即為凝膠。根據(jù)大分子間連接不可逆凝膠：大分子間通過共價(jià)鍵連接形成的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也稱化學(xué)凝膠物理凝膠：大分子間通過非共價(jià)鍵連接形成網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，也稱可逆凝膠根據(jù)含液量?jī)瞿z：半固體狀態(tài)，含水量90%以上干膠：固體粉末，含水量約15%，溶脹后轉(zhuǎn)化為凍膠。由溶液或溶膠形成凝膠的過程稱為膠凝作用（gelation）

凝膠的內(nèi)部形成三維的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，按其網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的形式可分為（1）成串珠狀骨架（2）棒狀顆粒搭結(jié)而成的骨架（3）板狀分散搭結(jié)而成的骨架（4）線型高分子鏈通過化學(xué)鍵相聯(lián)成三維網(wǎng)絡(luò)凝膠的形成兩種途徑可以形成凝膠（1）干凝膠吸收親和性液體（溶劑）形成凝膠；