聚電解質溶液

3.5

聚電解質溶液

一、聚電解質的特點

1、概念在側鏈中有許多可電離的離子性基團的高分子稱為聚電解質。其實質就是大分子的酸類(如聚丙烯酸)和堿類(如聚乙烯基吡啶)及其鹽。聚電解質（如聚丙烯酸）溶于水中會離解成高分子離子(陰離子－COO﹣)和相同數量的低分子離子（氫離子)，稱為抗衡離子。高分子離子分為聚陽離子、聚陰離子和兩性高分子電解質。聚電解質具有特殊的粘度性質。CompanyLogo聚電解質的溶液性質與所用溶劑關系很大。若用非離子化溶劑，其溶液性質與普通高分子相似；但在離子化溶劑中，其溶液性質與普通高分子不同。1、稀溶液

濃度↓，電離度↑，由于聚電質鏈上的基團都帶有相同的電荷，發(fā)生靜電相斥作用，導致線團擴張度↑，鏈伸展，故η↑↑；2、加入強電解質時，η↓。原因：加入強電解質后，溶液中離子強度↑，由于同離子效應，聚電解質的電離作用↓，分子鏈重新卷曲，故η↓。二、聚電解質的性質CompanyLogo3.6.1聚合物的增塑為了改進某些聚合物的柔軟性能，或為加工成型的需要，在聚合物中加入高沸點，低揮發(fā)性并能與聚合物混溶的小分子液體或低熔點的固體。這種作用稱之為增塑，所用的小分子物質被稱為增塑劑。

作用：1）降低聚合物的玻璃化溫度Tg、脆化溫度和粘流溫度Tf

；2）改善成型加工時樹脂的流動性、即降低粘度；3）提高制品的柔韌性和耐寒性，使制品可在較低的溫度下使用；4）提高制品的沖擊強度和斷裂伸長率。CompanyLogo例如：聚氯乙烯：熱分解溫度Td與流動溫度Tf非常接近，加入30～50％的增塑劑(如鄰苯二甲酸二辛酯)后流動溫度Tf明顯下降，成型溫度降低，避免了熱降解。玻璃化溫度Tg自80℃降至室溫以下，彈性大大增加，從而改善了制件的耐寒、抗沖擊等性能，使聚氯乙烯能制成柔軟的薄膜、膠管、電線包皮和人造革制品。

CompanyLogo3.6.1高分子/增塑劑共混增塑劑分類鄰苯二甲酸酯如:鄰苯二甲酸二辛酯(DOP)含氯增塑劑類如:氯化石蠟、五氯硬酯酸甲酯環(huán)氧化合物如:環(huán)氧大豆油、環(huán)氧油酸丁酯其它增塑劑

增塑劑選用原則（1）相容性（2）安全性（3）耐久性（4）經濟性

2.5.1高分子/增塑劑共混CompanyLogo利用外加增塑劑來改進聚合物成型加工及使用性能的方法通常稱為外增塑。對有些聚合物如一些結晶性聚合物和極性較強的聚合物，外增塑效果不好，可采用化學方法進行增塑，即在高分子鏈上引入其它取代基或支鏈，使結構破壞，鏈間相互作用降低，分子鏈變柔，易于活動，這種方法稱為內增塑。CompanyLogo

1、非極性增塑劑－非極性聚合物體系主要靠增塑劑的“隔離作用”：增塑劑通過插入到高分子鏈間，增加高分子間距來降低高分子間的相互作用。并使高聚物熔融粘度大大降低。增塑劑分子體積越大，增塑效果越好。非極性增塑劑使非極性聚合物的玻璃化溫度降低的數值△Tg

，與增塑劑的體積分數成正比：△Tg=αφ

式中α是比例常數，φ是增塑劑的體積分數。增塑的機理：能有效地降低聚合物分子間的相互作用CompanyLogo主要靠增塑劑的“極性替代作用”：增塑劑利用其極性基團與聚合物分子中的極性基團的相互作用來取代原來的聚合物-聚合物間的相互作用，從而破壞了原極性高分子間的物理交聯點，使鏈段運動得以實現。因此使高聚物玻璃化溫度降低值△Tg

與增塑劑的摩爾數n成正比，與其體積無關：△Tg=βn。實際增塑劑大多數兼有以上兩種效應。增塑劑不僅降低了Tg

，從而在室溫下得到柔軟的制品；增塑劑還降低了Tf

，從而改善了可加工性。2、極性增塑劑─極性聚合物體系CompanyLogo熔融紡絲：將聚合物熔融成流體，然后由噴絲頭噴成細流，再經冷凝并拉伸成為纖維，如錦綸、滌綸。此法工藝過程及設備簡單，能縮短生產周期，提高生產效率，生產成本大大降低。溶液紡絲：將聚合物溶解在適宜的溶劑中配成紡絲溶液，由噴絲頭噴成細流，再經冷凝或凝固并拉伸成為纖維。又分為濕法和干法。如：聚丙烯腈（因其熔融溫度高于分解溫度）、聚氯乙烯纖維、聚乙烯醇纖維。3.6.2紡絲溶液CompanyLogo溶液紡絲首先要將聚合物溶解在溶劑中，配制成紡絲溶液；或用單體均相溶液聚合直接制成液料，再進行紡絲。濕法紡絲溶液濃度一般是15～20％，干法紡絲溶液濃度為26～30％。聚合物的分子量和分子量分布及溶液的流變性能等對紡絲工藝及制品性能都有影響。CompanyLogo制備紡絲溶液時，對所用溶劑的要求：①溶劑必須是聚合物的良溶劑