Question

与小分子化合物比较，高聚物的溶解过程有何特点?晶态、非晶态和交联聚合物的溶解行为有何不同?

Answer 1

由于高分子比溶剂分子的尺寸大得多，高分子的运动速度要比溶剂分子的慢得多，溶剂分子能比较快地渗透进入聚合物，而高分子向溶剂的扩散却很慢。因此，聚合物的溶解过程要经过两个阶段，首先，是溶剂分子渗入聚合物内部，使聚合物体积膨胀，这一阶段称为溶胀；然后，是高分子均匀分散在溶剂中，形成完全溶解的分子分散的均相体系，即高分子溶液。而小分子化合物与溶剂分子的尺寸相当，两者的运动速度也相当，小分子溶质和溶剂分子都能较快相互扩散而形成溶液，因此，小分子化合物的溶解过程没有溶胀的阶段，只有溶解过程。
因为非晶态聚合物的分子堆砌比较松散，分子间的相互作用较弱，因此，溶剂分子比较容易渗入聚合物内部使之溶胀和溶解。而晶态聚合物由于分子排列规整，堆砌紧密，分子间相互作用强，因此，溶剂分子渗入聚合物内部很困难。所以，通常非晶态聚合物比晶态聚合物容易溶解。交联聚合物在溶剂中会发生溶胀，由于有交联化学键的束缚，不能进一步使交联的高分子扩散到溶剂分子中，故交联聚合物只能溶胀，不能溶解。