고분자 용액의 열역학

고분자 용액에 대한 통계역학적 처리가 이상화된 모델에 기초하여 수행되었습니다. 이 모델은 동일한 크기의 분자에 대한 ``이상적'' 용액 법칙의 도출에 일반적으로 가정되는 모델과 유사하게, Meyer에 의해 처음 제안되었습니다. n개의 용매 분자와 N개의 선형 고분자 분자(원래는 무질서한)의 혼합 엔트로피에 대해 ΔS=−k(n/β) ln v1+N ln v2가 얻어지며, 여기서 v1과 v2는 부피 분율이고 β는 고분자 사슬의 자유롭게 방향을 바꿀 수 있는 부분으로 대체될 수 있는 용매 분자의 수입니다. 이 식은 동등한 크기의 분자에 대한 고전적 표현과 유사한 형태를 가지며, 몰 분율이 부피 분율로 대체되었습니다. 두 성분의 크기 차이가 클 때, 이 표현은 고전적 값과 크게 다른 엔트로피를 제공하며, 이는 고분자 용액이 ``이상적'' 거동과 크게 벗어나는 이유를 설명합니다. 완벽하게 배열된 선형 고분자의 무질서 엔트로피는 체인 세그먼트당 R cal의 차원을 갖는 것으로 밝혀졌습니다. 적절한 혼합 열 항을 도입한 후, 부분 몰 자유 에너지가 계산되고 모든 농도에 대해 실험 데이터와 비교됩니다. 부분 혼합 가능성의 영역에서 상 평형이 계산되었습니다. 이 이론은 실험과 일치하게, 부분 혼합 가능성의 임계 조성이 고분자의 낮은 농도에 위치한다고 예측합니다. 불량 용매에 용해된 고분자의 낮은 고유 점도는 이러한 환경에서 분자가 더 조밀한 구성을 취하려는 경향에 기인합니다.