高分子濃溶液

高分子稀溶液和濃溶液的區別，可以從結構的觀點來看，也可以從物理性質和實際應用來看。在稀溶液中每一個高分子線團在溶劑中成為孤立的個體，可以忽視線團與線團間的相互作用。它的物理性質主要反映孤立高分子鏈的結構。稀溶液除可用來測定分子量和分子的結構參數外，其他的實際應用很少。當溶液濃度逐漸增大時，溶液中兩個線團開始接觸而緊靠在一起，線團間的相互作用顯得重要起來了。現有的實驗事實説明由於高分子鏈段間和鏈段與溶劑分子間的相互作用,高分子-良溶劑溶液中高分子線團尺寸隨溶液濃度的增大而縮小，溶液濃度更大時高分子線團將相互穿透，其堆砌密度隨溶液濃度的增大而增大，最後達到非晶高聚物本體的結構形態，即相互穿透的無規線團（與θ－溶劑中的線團尺寸相同）的密集堆砌（見高聚物非晶態結構）。也可以從溶液中高分子鏈段的一維空間密度分佈（見圖）來説明從稀溶液到濃溶液的轉變。

在稀溶液中鏈段的空間密度分佈, 當然是不連續的（相互孤立的線團），達到兩個線團相互接觸的濃度c*以上時，鏈段的空間密度分佈將是連續的，但鏈段密度值到處有起伏。當濃度足夠大,達到某一濃度c+以後,鏈段的空間密度分佈的起伏愈來愈小，可以視為均一的，而鏈段密度值的增大將正比於濃度。所以從溶液結構和線團間的相互作用來看，可以把高分子溶液分為三個濃度區域：①稀溶液，孤立線團、線團間相互作用可以忽視；②亞濃溶液，高分子線團開始感覺到溶液中鄰近線團的存在，即線團間的相互作用開始呈現其重要性，線團相互接觸不過是更形象化的直觀描述；③濃溶液，溶液中鏈段的空間密度分佈趨於均一後的情況。但是這三個濃度區的分界濃度是不易明確地定義和測定的。一般説，高聚物－良溶劑體系稀溶液與亞濃溶液的分界濃度在10克/升以下,亞濃溶液與濃溶液的分界濃度約在0.2千克/升的量級。它隨高聚物－溶劑體系和高聚物分子量而異。

高分子濃溶液有實際應用價值，例如高聚物溶液成膜、溶液紡絲、塑料增塑等。由此可見，高分子濃溶液結構是相互穿透的無規線團的密集堆砌，與非晶高聚物本體的結構相似，只是線團的堆砌密度比高聚物本體為小。因此，高分子濃溶液的物理－力學性質基本上與非晶高聚物本體相似，只是高分子鏈段更容易運動，並沒有什麼新特點。在製備高分子濃溶液時，由於體系的粘度大，鬆弛時間長，這種高聚物－溶劑二元體系很難達到熱力學平衡態，往往製得的濃溶液是亞穩態。相同濃度的兩個溶液由於製備方法或步驟不同，熱歷史和受力歷史不同，體系的分散程度、結構形態都可能有一定程度的差異，因此在宏觀的物理－力學性質上可以表現一定程度的差異，或由於歷史效應，使濃溶液的研究變得很困難。