溶解过程的特点：原理与应用

所谓溶解，是指溶质分子通过扩散与溶剂分子均匀混合成为均相系统的过程。通常情况下，由于高聚物分子与溶剂分子的尺寸相差悬殊，两者的分子运动速度存在着数量级的差别，因此溶剂分子能很快渗入高聚物，而高分子向溶剂的扩散却非常缓慢。同时，又由于高聚物结构的复杂性，如相对分子质量大并具有多分散性，高分子链的形状有线形的、支链的和交联的，高分子的聚集态存在有结晶态或非结晶态结构，所以高聚物的溶解过程要比小分子物质的溶解复杂得多，并呈现以下特点。

（1）高分子化合物的溶解过程比较缓慢。高分子的某个链节即使被溶剂化后，仍不能自由地进入溶剂，只有当所有链节被溶剂化后，才能作为一个整体从固体表面进入溶剂；再则，高分子化合物相对分子质量很大，扩散速度缓慢，要达到与溶剂均匀混合的状态需要较长时间。一般而言，高分子化合物溶解常需要十几小时，有的甚至需要几天、几周的时间。

（2）高分子的溶解过程要历经溶胀和溶解两个阶段。由于固体界面上的高分子溶解过程缓慢，扩散速度相对较快的溶剂分子在高分子整体还未迁移到溶剂之前，有充足时间扩散进入高分子化合物分子链间的空隙，使高分子化合物体积胀大，此现象常称为高分子化合物的溶胀过程。如果高分子化合物是线形结构分子，那么随着溶剂化作用，所有的高分子链将逐渐离解，扩散进入溶剂，与溶剂分子达到均匀混合状态，即高分子化合物被溶解，称为无限溶胀；如果高分子化合物是网状结构分子，由于分子间存在化学键交联，溶胀到一定体积后，体积不再变化，即不能被溶解，此时进出高分子化合物的溶剂分子数量相等，达到溶胀平衡，称为有限溶胀。有限溶胀可增加高分子化合物的柔性、弹性，改善机械性能。高分子化合物的交联程度决定了溶胀度的大小。交联度高，溶胀度小；交联度低，溶胀度大。因此，利用溶胀平衡实验可测量高分子化合物的交联度。(www.xing528.com)

（3）高分子化合物的溶解度与其相对分子质量有关。分子间作用力随着相对分子质量的增加而增大，相对分子质量越大，溶解就越困难。利用高分子化合物溶解度对相对分子质量的依赖性，可将高分子化合物按分子的大小进行分离。

（4）高分子化合物的聚集态也影响到溶解度。非结晶态高分子堆砌松散，分子间相互作用较弱，溶剂分子容易渗透进入高分子化合物内部。结晶态高分子结构规整，排列紧密，分子间作用力大，溶剂分子难以渗入内部。因此后者的溶解比前者要困难得多。非极性的结晶态高分子在室温很难溶解，只有升温至其熔点附近，转变为非结晶态结构后方能溶解。