高分子溶液与小分子溶液性质有什么区别?问题很复杂,我们先来看高分子溶液的性质。大多数线型或支化高分子材料置于适当溶剂并给予恰当条件(温度、时间、搅拌等),就可溶解而成为高分子溶液。如天然橡胶溶于汽油或苯、聚乙烯在135℃以上溶于十氢萘、聚乙烯醇溶于水等。高分子溶液是分子级分散体系,处于热力学平衡态时,服从溶解-析出的相平衡规律,可用热力学状态函数描述。但由于高分子的链状分子特征,其溶液与理想小分子溶液相比偏差较大。按照现代高分子凝聚态物理的观点,高分子溶液可按浓度大小及分子链形态的不同分为:高分子极稀溶液、稀溶液、亚浓溶液、浓溶液、极浓溶液和熔体,其间的分界浓度如下所示:
高分子极稀溶液 → 稀溶液 → 亚浓溶液 → 浓溶液 → 极浓溶液和熔体
分界浓度: Cs C* Ce C**
名称:动态接触浓度 接触浓度 缠结浓度 -
浓度范围: ~10-2% ~10-1% ~0.5-10% ~10
稀溶液和浓溶液的本质区别,在于稀溶液中单个大分子链线团是孤立存在的,相互之间没有交叠;而在浓厚体系中,大分子链之间发生聚集和缠结。
高分子稀溶液理论已发展得相当成熟,已经建立起描述稀溶液热力学和动力学性质的定量和半定量关系式,建立起研究大分子尺寸,形态和进行分子量及其分布测定的可行性方法。对高分子浓厚体系,由于de Gennes和Doi-Edwards等人的出色工作,分别建立了“蠕动模型”和“管道模型”,将多链体系简化为一条受到约束的单链体系,从而使“缠结”问题的处理得以简化,得到了很有价值的结果。该理论已应用于讨论诸如流动、扩散、弛豫、结晶、相分离动力学等问题。上述成就无论在理论还是在指导生产上都有重要的意义,在化学纤维的溶液纺丝、粘合剂、油漆、涂料等工业中,经常会碰到高分子浓溶液问题。
我再来看高分子溶液与小分子溶液性质的区别,高分子溶液、小分子溶液性质比较见下表
| 高分子溶液 | 小分子溶液 | |
| 胶粒大小 | 高分子大小1 nm~100 nm | 分子大小<1 nm |
| 扩散速度快慢 | 扩散速度慢 | 扩散速度快 |
| 能否通过半透膜 | 不能通过半透膜 | 可以通过半透膜 |
| 是否是均相体系 | 在适当溶剂中,能自动溶解形成稳定的真溶液 | 在适当溶剂中,能自动溶解形成稳定的真溶液 |
| 热力学不稳定性 | 热力学稳定体系 | 热力学稳定体系 |
| 丁达尔效应 | 丁达尔效应微弱 | 丁达尔效应很微弱 |
| 粘度 | 粘度大 | 粘度小(与溶剂相似) |
| 对电解质稳定性 | 对电解质稳定性较大,加入大量电解质时可以盐析 | 相互无化学反应的电解质加入时,不影响溶液的稳定性 |
| 溶解性质 | 溶剂蒸干后再加溶剂又能成高分子溶液,具有可逆性 | 溶剂蒸干后再加溶剂又形成真溶液,具有可逆性 |