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大分子溶致凝聚過(guò)程中構(gòu)象熵的變化及其熱力學(xué)意義

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大分子溶致凝聚過(guò)程構(gòu)象熵熵致相變

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大分子溶致凝聚時(shí)，分子鏈及結(jié)構(gòu)單元間發(fā)生復(fù)雜關(guān)聯(lián)效應(yīng)，鏈的構(gòu)象和尺寸發(fā)生變化。由稀（良）溶液的伸展鏈構(gòu)象演變?yōu)闈夂耋w系的Gauss鏈構(gòu)象；尺寸隨濃度增大而縮小，由稀溶液的Flory尺寸RF減小為極濃體系的無(wú)擾尺寸R0，體系的自由能F，內(nèi)能U和熵S均發(fā)生變化。由于高分子材料屬于軟物質(zhì)，因此熵變的貢獻(xiàn)非常突出。研究溶致凝聚過(guò)程中大分子熵變的特點(diǎn)和規(guī)律有助于理解高分子凝聚態(tài)結(jié)構(gòu)與性能的特殊性。分子鏈無(wú)規(guī)凝聚形成無(wú)定形聚合物時(shí)，正是熵增的貢獻(xiàn)使體系自由能下降，使無(wú)規(guī)凝聚得以進(jìn)行。在有規(guī)凝聚形成結(jié)晶聚合物時(shí)，熵變對(duì)結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生復(fù)雜影響。由于熵變和內(nèi)能變化相互競(jìng)爭(zhēng)，使溶致結(jié)晶時(shí)最優(yōu)生成的晶體結(jié)構(gòu)為松散折疊鏈片晶；而從熔體結(jié)晶時(shí)則得到晶相和非晶相（無(wú)定形相）兩相并存的復(fù)雜結(jié)構(gòu)。區(qū)分了兩類(lèi)不同性質(zhì)的熵變：階躍性熵變導(dǎo)致熱力學(xué)相變——熵致相變發(fā)生；而漸變性熵變只是使體系力學(xué)性質(zhì)變化或發(fā)生力學(xué)狀態(tài)轉(zhuǎn)變。

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2013-11-18 14:58:01

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