高分子溶液
高分子溶液制备方法
高分子溶液制备方法
高分子溶液是指由高分子物质和溶剂组成的均匀混合体系。
制备高分子溶液的方法多种多样，常用的方法包括以下几种：
1. 溶剂溶解法：高分子物质逐渐加入溶剂中，并充分搅拌和溶解，直到形成均匀的溶液。
这种方法适用于高分子物质在溶剂中有较好的溶解度的情况。
2. 熔融法：将高分子物质加热至熔融状态，待其完全熔化后冷却成固态，再将固态高分子物质通过溶剂处理使其分散成溶液。
这种方法适用于具有熔点的高分子物质。
3. 溶剂蒸发法：将高分子物质溶解在溶剂中，然后将溶剂蒸发掉，得到高分子物质的溶液。
这种方法适用于高分子物质在溶剂中溶解度较低的情况。
4. 乳液聚合法：将高分子物质以乳化剂的形式分散在水相中，然后通过聚合反应使其成为高分子溶液。
5. 溶剂置换法：将高分子物质溶解在一个溶剂中，然后逐渐加入另一个溶剂，使原溶剂被新溶剂所取代，得到高分子物质的溶液。
需要根据不同的高分子物质和溶解度情况选择适合的制备方法。
同时，制备过程中还需注意控制温度、加入速度和搅拌条件等因素，以保证得到均匀、稳定的高
分子溶液。
高分子溶液特点
高分子溶液特点
高分子溶液是指由高分子物质（聚合物）溶解在溶剂中形成的混合物。
它具有以下特点：
1. 高分子溶液的粘度较高：高分子溶液中的聚合物分子量较大，分子间的相互作用力较强，因此溶液的粘度较高。
这也是高分子溶液在实际应用中常被用作润滑剂、黏合剂等的原因之一。
2. 高分子溶液的流变性能复杂：高分子溶液的流变性能是指其在外力作用下的变形和流动行为。
由于聚合物分子的特殊结构和形态，高分子溶液的流变性能常常呈现出非牛顿流体的特点，即其流动性随剪切速率的改变而变化。
3. 高分子溶液的溶解度有限：由于溶剂与聚合物分子之间的相互作用力，高分子溶液的溶解度有限。
当聚合物分子量较大时，其在溶剂中的溶解度会进一步降低。
这也是高分子溶液在制备过程中需要控制溶解条件的重要原因之一。
4. 高分子溶液的稳定性较低：由于高分子溶液中的聚合物分子具有较大的分子量和较强的相互作用力，所以高分子溶液的稳定性较低。
在外界条件的变化下，高分子溶液容易发生相分离、凝胶化等现象，从而影响其性能和应用。
5. 高分子溶液的性能可调控性强：高分子溶液的性能可以通过改变聚合物分子量、溶液浓度、溶剂选择等方式进行调控。
这使得高分
子溶液能够应用于各种不同的领域，如涂料、纺织品、药物传递系统等。
总结起来，高分子溶液具有粘度高、流变性能复杂、溶解度有限、稳定性较低和性能可调控性强等特点。
这些特点使得高分子溶液在材料科学、化学工程、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
高分子的溶液性质
❖ 实际增塑剂大多数兼有以上两种效应。增塑剂不仅 降低了Tg ，从而在室温下得到柔软的制品；增塑剂 还降低了Tf ，从而改善了可加工性。
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选择增塑剂主要应考虑以下几个方面：
（1）互溶性，选择原则与溶剂的选择一样。 （2）增塑效率。能显著降低玻璃化温度Tg和流
动温度Tf，提高产品弹性、耐寒性、抗冲击强 度等。 (3）耐久性。包括耐老化、耐光、耐迁移、耐 抽出等性能。 （4）其他性能（稳定性、安全。无毒。价格合 适等）。
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❖利用外加增塑剂来改进聚合物成型加工及 使用性能的方法通常称为外增塑。对有些 聚合物如一些结晶性聚合物和极性较强的 聚合物，外增塑效果不好，可采用化学的 方法进行增塑，即在高分子链上引入其它 取代基或支链，使结构破坏，链间相互作 用降低，分子链变柔，易于活动，这种方 法称为内增塑。
二、纺丝溶液
2、极性增塑剂─极性聚合物体系
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❖ 主要靠增塑剂的“极性替代作用”：增塑剂利用其 极性基团与聚合物分子中的极性基团的相互作用来 取代原来的聚合物-聚合物间的相互作用，从而破坏 了原极性高分子间的物理交联点，使链段运动得以 实现。因此使高聚物玻璃化温度降低值△Tg 与增塑剂 的摩尔数n成正比，与其体积无关：△Tg =βn。
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➢ 干法：由喷丝头喷出液体细流，进入热空气套筒， 使细流中的溶剂遇热汽化，蒸气被热空气带走，高 聚物凝固成纤维。
高分子溶液特点
高分子溶液特点高分子溶液是指溶解在溶剂中的高分子物质，具有以下几个特点。
1. 高分子溶液具有较高的粘度和黏滞性。
高分子溶液中的高分子物质分子量较大，分子间的相互作用力较强，因此在溶液中表现出较高的粘度和黏滞性。
这使得高分子溶液在流动过程中具有较大的阻力，流动性较差。
2. 高分子溶液的流动性受浓度和温度的影响较大。
高分子溶液的流动性主要由高分子物质的浓度和温度决定。
在较低的浓度下，高分子溶液的流动性较好，但随着浓度的增加，高分子物质之间的相互作用力增强，流动性逐渐减小。
同时，随着温度的升高，高分子溶液的流动性也会增加，因为温度升高可以破坏高分子物质之间的相互作用力。
3. 高分子溶液的溶解度较低。
由于高分子物质分子量较大，其溶解度较低。
在一定的条件下，高分子物质只能部分溶解在溶剂中，形成高分子溶液。
当高分子物质的浓度超过一定限度时，就会出现溶液中高分子物质的沉淀现象。
4. 高分子溶液的稳定性较差。
高分子溶液中的高分子物质容易发生聚集和沉淀，导致溶液的稳定性较差。
在一定的条件下，高分子物质之间的相互作用力会导致高分子溶液的相分离现象，即出现相互不相溶的相。
这种相分离现象会影响高分子溶液的性质和应用。
5. 高分子溶液具有较好的保溶性。
高分子溶液中的高分子物质具有较好的保溶性，即能够保持高分子物质的分散状态，不容易发生沉淀。
这种保溶性可以保证高分子物质在溶液中的均匀分布，并且能够保持溶液的透明度和稳定性。
高分子溶液具有较高的粘度和黏滞性，流动性受浓度和温度的影响较大，溶解度较低，稳定性较差，但具有较好的保溶性。
这些特点使得高分子溶液在许多领域具有广泛的应用，例如涂料、胶粘剂、医药、食品等。
2-4-高分子溶液剂
应用： ①在等电点时，高分子化合物不带电，这时高分子
溶液的许多性质发生变化，如黏度、渗透压、溶 解度、导电性都变为最小值，药剂学中常利用高 分子溶液的这种性质。 ②高分子化合物在溶液中荷电，所以又电泳现象， 用电泳法可测得高分子化合物所带电荷种类。
2.渗透压
高分子溶液有较高的渗透压，渗透压大小与高分子 溶液的浓度有关。浓度越大，渗透压越高。
（二）高分子溶液的性质
1.带电性
高分子水溶液中高分子化合物结构的某些基团因 解离而带电，有的带正电，有的带负电。
如琼脂、血红蛋白、碱性染料等常常带正电荷； 淀粉、阿拉伯胶、西黄蓍胶、海藻酸钠等常带负
电荷。 蛋白质在水溶液中随pH不同带不同电荷：当溶液
pH值调到蛋白质的等电点时，高分子不带电；当 溶液pH大于等电点时蛋白质带负电；当溶液pH小 于等电点时蛋白质带正电。
溶液形成与制备方法的重要性
明胶、羧甲基纤维素钠因在热水中更易溶解，
一般先冷水溶胀，再加热使其溶解。
甲基纤维素因在冷水中比在热水中更易溶解，故
先于热水急速搅拌，再冷水中溶胀和溶解。
淀粉遇水立即膨胀，但无限溶胀过程必须加热至 60~70℃才能完成，即形成淀粉浆。
胃蛋白酶、蛋白银等高分子药物，则需先将其
3.黏性
高分子溶液是黏稠性流动液体，黏稠性大小用黏度 表示。通过测量高分子溶液的黏度，可以确定高分 子化合物的分子量。
4.胶凝性
（三）高分子溶液的稳定性
稳定性
水化作用：
➢高分子溶液含有 大量亲水基，形 成较坚固的水化 膜，阻碍质点相 互聚集。
电荷：
1.水化膜破坏
（1）脱水剂
丙酮、乙醇。
（2）盐析
第四节 高分子溶液剂
高分子溶液
熔融 纤维工业中 的溶液纺丝 溶液
锦纶 涤纶 腈纶----聚丙烯腈 聚丙烯腈 腈纶 氯纶 PVC+邻苯二甲酸二辛酯 邻苯二甲酸二辛酯
浓溶液的 工业用途
橡、塑工业 中---增塑剂 增塑剂
油漆，涂料， 油漆，涂料， 胶粘剂的配制
新型—聚氨酯 新型 聚氨酯
高分子浓溶液和稀溶液之间并没有一个绝对的界 判定一种高分子溶液属于稀溶液或浓溶液， 线。判定一种高分子溶液属于稀溶液或浓溶液，应根 溶液性质，而不是溶液浓度高低。 据溶液性质，而不是溶液浓度高低。
3.分类 3.分类
①极稀溶液——浓度低于1％属此范畴，热力学稳定体 极稀溶液——浓度低于 浓度低于1 属此范畴， 性质不随时间变化，粘度小。 系，性质不随时间变化，粘度小。分子量的测定一般用极 稀溶液。 稀溶液。 稀溶液——浓度在 ％～5%。 浓度在1 ②稀溶液——浓度在1％～5%。 浓溶液——浓度 浓度>5% 纺丝液（10～15％ ③浓溶液——浓度>5% ，如：纺丝液（10～15％左 右，粘度大）；油漆（60％）；高分子/增塑剂体系（更 粘度大）；油漆（60％）；高分子 增塑剂体系（ ％）；高分子/ ）；油漆 半固体或固体）。 浓，半固体或固体）。
ห้องสมุดไป่ตู้、交联聚合物只溶胀，不溶解 、交联聚合物只溶胀，
交联聚合物分子链之间有化学键联结， 交联聚合物分子链之间有化学键联结，形成三维网 状结构，整个材料就是一个大分子，因此不能溶解。 状结构，整个材料就是一个大分子，因此不能溶解。 但是由于网链尺寸大，溶剂分子小，溶剂分子也能 但是由于网链尺寸大，溶剂分子小， 钻入其中，使网链间距增大，体积膨胀材料（ 钻入其中，使网链间距增大，体积膨胀材料（有限溶 胀）。 根据最大平衡溶胀度， 根据最大平衡溶胀度，可以求出交联高聚物的交联 密度和网链平均分子量。 密度和网链平均分子量。
药学专业知识：高分子溶液的性质及制备
药学专业知识：高分子溶液的性质及制备高分子溶液剂系指高分子化合物溶解于溶剂中制成的均匀分散的液体制剂，以水为溶剂的高分子溶液又称为胶浆剂。
高分子溶液是分子分散体系，所以是热力学稳定体系。
(一)高分子溶液的性质1.高分子电解质水溶液带电大分子离子为阴离子者带负电荷如海藻酸，而大分子离子为阳离子者带正电荷，如琼脂等。
两性电解质具有等电点，其带电情况与介质的pH有关，如蛋白质，pH值等电点时，带正电;反之，则带负电。
2.亲水性高分子溶液渗透压亲水性高分子溶液与相同摩尔浓度的低分子溶液比较，表现出较高的渗透压。
3.高分子溶液的黏度与分子量高分子溶液的粘性在低浓度时与浓度无关，并可通过粘度法测高分子的分子量，[ ]=KMa4.高分子溶液的稳定性高分子的溶剂化是高分子溶液稳定的主要原因，影响高分子溶液稳定性的因素有：(1)溶液中加入大量电解质、破坏水化膜，使其溶解性能降低，这一过程称为盐析，主要是阴离子起作用。
(2)溶液中加入脱水剂如乙醇、丙酮等，可使其溶解性能降低，脱水析出。
(3)长期放置发生凝结而沉淀，称之为陈化现象。
(4)由于盐、pH、絮凝剂等因素影响，发生凝结而沉淀，称为絮凝现象。
(5)线性高分子溶液在一定条件下产生胶凝，形成凝胶。
(6)相反电荷的两种高分子溶液混合，会因相反电荷中和而产生凝结，这是制备微囊的根据。
(二)高分子溶液的制备高分子溶液的形成要经过由溶胀到溶解的过程，前者称有限溶胀，后者称无限溶胀。
不同的高分子化合物其溶胀、溶解速度不同，加热可加速某些高分子化合物的溶胀与溶解，如：淀粉的无限溶胀过程需加热至60℃-70℃，而制备胃蛋白酶合剂时，需使其自然溶胀。
例题：有关高分子溶液剂的表述，正确的有A.高分子溶液剂系指高分子药物溶解于溶剂中制成的均匀分散的液体制剂B.亲水性高分子溶液与溶胶不同，有较高的渗透压C.制备高分子溶液剂要经过有限溶胀和无限溶胀过程D.无限溶胀过程，常需加以搅拌或加热等步骤才能完成E.形成高分子溶液过程称为胶溶答案：ABCDE。
高分子溶液剂课件
增稠剂
高分子溶液剂可以调节 涂料的稠度，使其更易 于使用和控制涂装效果。
CHAPTER 05
高分子溶液剂的发展趋势
新材料的研究与应用
高分子材料
随着科技的发展，新型的高分子材料不断涌现，如聚合物纳米复合材料、生物 可降解高分子材料等，为高分子溶液剂的制备和应用提供了更多选择。
高分子溶液剂的制备
制备方法
研磨法
将高分子物质与适宜的溶剂混合，通过研磨或搅拌使高分子物质 充分溶解。
热熔法
将高分子物质加热至熔融状态，然后将其与溶剂混合，待冷却后 形成高分子溶液。
溶解法
将高分子物质直接与溶剂混合，通过搅拌或加热使其溶解。
制备流程
准备原料
选择合适的高分子物质 和溶剂，确保质量合格
在化妆品领域的应用
增稠剂
高分子溶液剂可以作为增稠剂，调节化妆品的质地和黏度，使其 更易于涂抹和使用。
保湿剂
高分子溶液剂具有较好的保湿性能，能够锁住水分，提高皮肤的水 分含量。
稳定剂
高分子溶液剂可以稳定化妆品中的活性成分，防止其发生沉淀或分 离。
在涂料领域的应用
粘合 剂
高分子溶液剂可以作为 粘合剂，将颜料和填料 粘合在一起，提高涂料 的附着力和耐久性。
环保与可持续发展
绿色溶剂
采用环保的溶剂替代传统的有机溶剂， 降低对环境的污染和危害。
循环利用
通过循环利用技术，对高分子溶液剂 进行回收和再利用，降低生产成本和 资源消耗。
THANKS
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赖性。
CHAPTER 04
高分子溶液剂的应用
在医药领域的应用
药物载体
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一、高分子化合物的概念 高分子化合物(大分子化合物)： 相对分子量在1万以上，甚至高达 几百万的物质。
天然高分子：蛋白质，核酸，糖原等… 生物高分子 合成高分子:聚乙烯塑科，合成纤维…
高分子化合物一般具有碳链，碳 链由大量的一种或多种小的结构单 位连接而成。 链节：每个结构单位 聚合度：链节重复的次数，以n表示。
（一）稳定性较大 高分子溶液比溶胶稳定，在无 菌、溶剂不蒸发的情况下，可以 长期放置不沉淀。在稳定性方面 它与真溶液相似。
高分子化合物具有许多亲水基团， 如 OH、 COOH、 NH2，当高分 子化合物溶解在水中时，在其表面上 牢固地吸引着许多分子形成一层水化 膜。
（二）粘度较大 高分子溶液的粘度比真溶液或 溶胶大得多。由于高分子化合物 具有线状或分枝状结构，加上高 分子化合物高度溶剂化，故粘度 较大。
例如天然橡胶单位(C H )化学式: (C5H8 )n ，又如聚糖类高分子化合 物是由许多个葡萄糖单位(C H O ) 连接而成，通式可写为 (C6H10O5 )n 高分子化合物是不同聚合度的同系 物分子组成的混和物，它的聚合度 和相对分子质量指的都是平均值。
5 8
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各种高分子化合物分子链的长度 以及链节的连接方式并不相同，因 而有线状和分枝状等类型。不少高 聚物常交联聚合成分枝状。
高分子溶液的粘度受许多因素的 影响，如浓度、温度、时间等。高 分子溶液和溶胶的主要性质的异同 点归纳于表4-2中。
表4-2 高分子溶液和溶胶性质的比较
三、高分子溶液对溶胶的保护作用 保护作用：在一定量的溶胶中加 入足量的高分子溶液，可以显著地 增强溶胶的稳定性，当受到外界因 素作用时（如加入电解质），不易 发生聚沉。
果是造成膜两侧电解质离子不
均匀分布。
膜平衡是生理上常见的一种现 象。 例如: 细胞膜相当于半透膜，细胞 内的蛋白质和膜外体液中的 电解质离子就建立了膜平衡。
在一定温度下，离子进出半透 膜的速度分别与膜内外两侧Na+ 和CI-浓度的乘积成正比。即
V进 K 进 c(Na ) c (CI 外 外) ， ，
内 内 V K c(Na ) c(CI ， ，) 出 出
达膜平衡时，V 进 V 出， 且 K进 K出， 则：
高分子化合物的性质与它的形态 有密切关系。高分子链具有柔顺性 容易弯曲成无规则的线团状，导致 形态不断改变。又具有一定弹性。 高分子链的柔顺性越大，它的弹性 就越强(如橡胶)。
二、高分子溶液的特性
高分子化合物能自动地分散到 适宜的分散介质中形成均匀的溶 液。属于均相、稳定休系。具有 特殊的性质。
c(Na , 外) c(CI , 外) c(Na , 内) c(CI , 内 )
膜平衡的表达式。
若将平衡浓度代入式（4.2），得：
(c1 X) (c2 X)2 c2 X c2 2 X 或 c1 2c2 c 2 c1 2c2
（2-3）
从式（4.3）可知，达膜平衡时，膜 外Na+，CI-进入膜内的浓度X，或 X 膜外Na+、CI-进入膜内的分数 c (也称扩散分数），取决于膜内高 分子电解质和膜外电解质的最初浓 度c1和 c2。
2
c2 X 0, 当c1 ＞c2时， c1 2c2
2
膜内高分子电解质溶液浓度很 大时，膜外电解质离子几乎不 向膜内渗透。
当 c2 c1 时，
c2 1 X c2 c1 2c2 2
2
膜外 NaCI 溶液最初浓度很大，
膜外电解质离子约有一半渗入
膜内。在膜的一侧存在有不能
透过膜的大离子 R ，其结
保护作用在生理过程中很重要。 血液碳酸钙，磷酸钙等微溶性的无 机盐类，以溶胶的形式存在，含量 比在水中溶解度提高了近5倍，不聚 沉，但当发生某些疾病使血液中的 某些蛋白质减少，是形成各种结石 的原因之一。
医药上用于胃肠造影的 硫酸钡合剂，阿拉伯胶对 硫酸钡溶胶起保护作用。
四 膜平衡
膜平衡和或董南平衡（Donnan） ： 因高分子电解质离子的存在，引 起的电解质离子不均匀分布在膜两 侧的平衡状态。