高聚物溶解过程

5.1.1　高聚物溶解过程

由于高聚物结构复杂，分子的形状有线型、支化、交联等，分子的聚集又有晶态与非晶态之分，因此比低分子的溶解要复杂得多。

对于非晶相高聚物，溶解很缓慢，而且有膨胀现象。其原因是高聚物接触到溶剂时，表面分子链段先被溶剂化。由于分子链很长，还有一部分聚集在表面以内的链尚未被溶剂化。又由于尺寸悬殊，运动速度差别大，溶剂分子会渗透到高聚物内部，使内部链段溶剂化，这样高分子溶质就产生了胀大的现象，称为“溶胀”。随着溶剂分子不断向内扩散，必然使更多的链段松动，外面的高分子链首先达到全部溶剂化而溶解，里面的又出现了新表面，溶剂又对新表面溶剂化而溶解。直至最后所有的高分子转入溶液，这样才算是高分子溶质被全部溶解而成均匀的溶液，所以溶胀是溶解前必经的阶段，是聚合物在溶解过程中特有的现象。因此在配制高分子溶液时一定要先用溶剂浸泡，让其充分溶胀，然后再水浴加热使其溶解，否则将不可能得到均匀一致的高分子溶液。

根据溶胀的程度和溶质的结构，溶胀可分为两类：一类是无限溶胀，即线型高聚物溶于它的良溶剂时，能无限制地吸收溶剂，直到溶解而成为均相的溶液时为止。所以溶解也可以看做是聚合物无限溶胀的结果，例如天然橡胶在汽油中，可经过溶胀阶段，最终溶解而成均匀溶液，这就是无限溶胀。另一类是有限溶胀，即聚合物吸收溶剂，溶胀到一定限度以后不论与溶剂接触多久，吸收的溶剂量不再增加而达到平衡，体系始终是保持两相状态，如硫化后的橡胶，固化后的酚醛树脂等交联网状聚合物在溶剂中，都只能溶胀而不能溶解。对于一般线型聚合物来讲，若溶剂选择不当时，因溶剂化作用小，不足以使分子链完全分离，也只能发生有限溶胀而不能溶解。