٠٢/١٨/١۴٣٧

١

محلول پلیمرها

١٣٣

محلول هاي پلیمريو ابعاد محلول هاي پلیمري به دلایل گوناگون مانند اندازه گیري وزن مولکولی•

.زنجیر و کاربردهاي بسیار متنوع مهندسی از اهمیت زیادي برخوردارند

و هزینه پمپاژ، Dragکاربردهایی مانند تثبیت گرانروي روغن موتور، کاهش •ي انواع رنگ و چسب و غیره نیازمند داشتن دانش مناسب در زمینه محلول ها

.پلیمري است

134. هر پلیمر تنها در معدودي از حلال ها حل می شود•

Drag reduction by polymeric additives

؟انتخاب حلال

٠٢/١٨/١۴٣٧

٢

(Solubility parameter)پارامتر حلالیت

.ر استیکی از ساده ترین عبارات در علم شیمی، انحلال دو ماده مشابه در یکدیگ•

، معیاري مناسب براي بررسی حلالیت یک پلیمر در (δ)پارامتر حلالیت •: هاي گوناگون است حلال

. دانرژي تبخیر بر واحد حجم یا چگالی انرژي هم چسبی نامیده می شو •

135

21

VE

VE

δ:

پارامتر حلالیت

136

٠٢/١٨/١۴٣٧

٣

ترمودینامیک اختلاطمنفی mGΔانحلال پذیري هنگامی صورت می گیرد که انرژي آزاد اختلاط ،•

.باشد mSΔ و آنتروپی اختلاط mHΔ این مقدار طبق معادله گیبس با آنتالپی اختلاط•

: در ارتباط استmSΔT–mHΔ= mGΔ

.از تئوري شبکه استفاده می شود mSΔبراي محاسبه آنتروپی اختلاط •

137 Ω 2تعداد کل راه هاي آرایشN 2مولکول حل شونده بر روي یک شبکه حاوي+N1=N0N خانه است.

ترمودینامیک اختلاط

138

٠٢/١٨/١۴٣٧

۴

ترمودینامیک اختلاط

139

)نظریه فلوري هاگینز(ترمودینامیک اختلاط پارامتر برهم کنش ( 12χبا mHΔدر نظریه فلوري هاگینز مقدار گرماي اختلاط •

.داده می شودنشان ) فلوري هاگینز

140

2112m NKTH

mSΔT–mHΔ= mGΔ

:(Flory-Huggins)معادله فلوري هاگینز

٠٢/١٨/١۴٣٧

۵

(χ)پارامتر برهم کنش فلوري هاگینز

.باشد، پلیمر حل می شود 0/5کمتر از 1χاگر در پلیمر خطی و بی نظم مقدار •.شرایط تتا حاکم است 0/5برابر 1χدر •

141

امتزاج پذیري و جدایی فازي

142

:معادله فلوري هاگینز

A: ناسازگار B: کاملا امتزاج پذیرC: تا حدي امتزاج پذیر

٠٢/١٨/١۴٣٧

۶

جدایی فازي

143

جدایی فازي

144

هسته گذاري و رشدNucleation & Growth

تجزیه اسپینودالSpinodal decomposition

٠٢/١٨/١۴٣٧

٧

روشهاي تعیین وزن مولکولی پلیمرهاآنالیز گروههاي انتهایی•خواص ائتلافی •

کاهش فشار بخار–افزایش دماي جوش–فشار اسمزي–

پخش نور•گرانروي ذاتی•(GPC)کروماتوگرافی ژل تراوایی •

145

اسمومتري

146

٠٢/١٨/١۴٣٧

٨

(Intrinsic viscosity)گرانروي ذاتی

147

(GPC)کروماتوگرافی ژل تراوایی

148

) (counts)rElution volume (V

BaselineDetectorresponse

٠٢/١٨/١۴٣٧

٩

بلورینگی و دماي ذوب

١۴٩

١۵٠

٠٢/١٨/١۴٣٧

١٠

١۵١

١۵٢

٠٢/١٨/١۴٣٧

١١

بلورینگی

١۵٣

Polymer molecules are often partially crystalline (semicrystalline), with crystalline regions dispersed within amorphous material.

Atomic arrangement in polymer crystals is more complex than in metals or ceramics (unit cells are typically large and complex).

More crystallinity: higher densitymore strength higher resistance to dissolution and softening by heating154

٠٢/١٨/١۴٣٧

١٢

155

بلورینگی• Early models of chain folding in single crystals were highly

controversial.• The currently accepted model is intermediate between the

adjacent reentry and switchboard models.

156

٠٢/١٨/١۴٣٧

١٣

عوامل موثر بر میزان بلورینگیDegree of crystallinity is determined by:• Rate of cooling during solidification: time is necessary for

chains to move and align into a crystal structure.

• Mer complexity: crystallization less likely in complex structures, simple polymers, such as polyethylene, crystallize relatively easily.

• Isomerism: isotactic, syndiotactic polymers crystallize relatively easily - geometrical regularity allows chains to fit together.

157

بلورینگی• Thin crystalline platelets grown from solution

158

٠٢/١٨/١۴٣٧

١۴

بلورینگی• Spherulites

159

Photomicrograph of spherulite structure of polyethylene

X-ray diffraction

160

٠٢/١٨/١۴٣٧

١۵

161

Differential scanning calorimetry (DSC)

162

٠٢/١٨/١۴٣٧

١۶

Typical DSC curve for polymers

163