2013年初級藥師考試藥劑學(xué)：高分子溶液的概念

更新時間：2012-08-14 09:23:19 來源：|0

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　　高分子溶液(macromolecular solution)是一種在合適的介質(zhì)中高分子化合物能以分子狀態(tài)自動分散成均勻的溶液的膠體，分子的直徑達(dá)膠粒大小。高分子溶液的本質(zhì)是真溶液，屬于均相分散系。高分子溶液的黏度和滲透壓較大，分散相與分散系親和力強(qiáng)，但丁達(dá)爾(Tyndall)現(xiàn)象不明顯，加入少量電解質(zhì)無影響，加入多時引起鹽析。

　　形成高分子化合物在形成溶液時，與低分子量的物質(zhì)明顯不同的是要經(jīng)過溶脹(swelling)的過程，即溶劑分子慢慢進(jìn)入卷曲成團(tuán)的高分子化合物分子鏈空隙中去，導(dǎo)致高分子化合物舒展開來，體積成倍甚至數(shù)十倍的增長。不少高分子化合物與水分子有很強(qiáng)的親和力，分子周圍形成一層水合膜，這是高分子化合物溶液具有穩(wěn)定性的主要原因。因此高分子溶液是穩(wěn)定系統(tǒng)。指高聚物溶解在溶劑中形成的溶液。在高分子科學(xué)發(fā)展的早期，由于溶液中高分子的尺寸大小與膠體粒子的大小相似，因此高分子溶液曾一度被錯誤地認(rèn)為是一種膠體溶液，后來很多實驗證明高分子溶液是處在熱力學(xué)平衡狀態(tài)的真溶液，而且是能用熱力學(xué)函數(shù)來描述的分子分散的穩(wěn)定體系。研究高分子稀溶液的性質(zhì)可以得到高分子的分子量與分子量分布、高分子在溶液中的形態(tài)和尺寸大小以及高分子與溶劑分子間相互作用等重要參數(shù)。

　　高分子的極稀溶液的減阻作用在流體力學(xué)方面得到實際應(yīng)用。高分子濃溶液在合成纖維生產(chǎn)中的溶液紡絲、干法紡絲，片基生產(chǎn)中的溶液鑄膜，塑料的增塑等都有密切的關(guān)系。這方面的研究側(cè)重在高分子溶液的流變性能與成型工藝的關(guān)系。高分子溶液的混合熱、混合熵和混合自由能等熱力學(xué)性質(zhì)的研究和高分子在溶液中的遷移性質(zhì)(包括高分子溶液的沉降、擴(kuò)散和粘度)的研究都是高分子溶液基礎(chǔ)研究的重要方面。

　　高聚物的溶解比小分子化合物慢得多。溶解過程分為兩個階段：

　　①高聚物的溶脹，由于非晶高聚物的分子鏈段的堆砌比較松散，分子間的作用力又弱，溶劑分子比較容易滲入非晶高聚物內(nèi)部，使高聚物體積膨脹;而非極性的結(jié)晶高聚物的晶區(qū)分子鏈堆砌緊密，溶劑分子不易滲入，只有將溫度升高到結(jié)晶的熔點附近，才能使結(jié)晶轉(zhuǎn)變?yōu)榉蔷B(tài)，溶解過程得以進(jìn)行。在室溫下，極性的結(jié)晶高聚物能溶解在極性溶劑中。

　?、诟叻肿臃稚?，即以分子形式分散到溶劑中去形成均勻的高分子溶液。交聯(lián)高聚物只能溶脹，不能溶解，溶脹度隨交聯(lián)度的增加而減小。

　　高分子溶液(特別是那些溶劑的溶解能力較差的溶液)在降低溫度時往往會發(fā)生相分離，分成兩相，一相是濃相;另一相為稀相。濃相的粘度較大但仍能流動;稀相比分級前的濃度更低。往高分子溶液中滴加沉淀劑也能產(chǎn)生相分離，高分子的相分離有分子量依賴性，因而可以用逐步沉淀法來對高聚物進(jìn)行分子量的分級。

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