
【化】 heat of swelling
【化】 swelling
ardent; caloric; craze; eager; fever; heat; hot; warm
【化】 heat
【医】 calor; cauma; febris; fever; fievre; heat; hyperthermia; hyperthermy
phlegmasia; phlegmonosis; pyreto-; pyro-; therm-; thermo-
溶胀热(英文:Heat of Swelling)是高分子科学和物理化学中的一个重要概念,特指聚合物(尤其是交联聚合物或凝胶)在吸收溶剂发生溶胀过程中,伴随产生的热效应。其核心含义可拆解如下:
热力学本质: 溶胀热反映了聚合物-溶剂混合过程中的能量变化。当溶剂分子渗入聚合物网络时,会破坏聚合物链间的相互作用(如范德华力、氢键),同时建立新的聚合物-溶剂相互作用。这个过程中能量的净变化(通常是放热或吸热)即为溶胀热。它本质上是混合热在聚合物溶胀这一特定场景下的体现。
符号与意义:
影响因素:
与相关概念的区别:
应用与意义: 溶胀热的测量和研究对于理解聚合物-溶剂相互作用的热力学本质、评估聚合物材料的耐溶剂性、优化凝胶材料的性能(如药物缓释水凝胶)、指导橡胶等弹性体材料的选择和改性具有重要意义。它是表征聚合物溶胀行为的关键热力学参数之一。
权威参考来源:
“溶胀热”是材料科学和高分子化学中的一个术语,指物质在溶胀过程中吸收或释放的热量。溶胀是指某些材料(如高分子聚合物)在溶剂中吸收液体后体积膨胀但未完全溶解的现象,这一过程伴随能量变化,即溶胀热。
溶胀的本质
当聚合物与溶剂接触时,溶剂分子渗入材料内部,破坏分子链间的相互作用(如氢键、范德华力),导致材料膨胀。此过程的热力学行为取决于聚合物-溶剂的相容性。
热效应的方向
溶胀热的控制对药物缓释系统(如凝胶载体释放药物)、智能材料(如温敏水凝胶)和工业加工(如橡胶制品成型)具有重要意义。例如,某些水凝胶在溶胀时会因放热而触发药物释放。
溶胀热(( Q{text{swell}} ))可通过热力学关系估算:
$$
Delta H{text{swell}} = Q{text{swell}} = Delta H{text{mix}} - TDelta S{text{mix}}
$$
其中,( Delta H{text{mix}} )为混合焓变,( Delta S_{text{mix}} )为混合熵变,( T )为温度。
需结合具体实验(如差示扫描量热法)测定实际值。
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