? ? ? 溶解(jie)度參數理論是(shi)一(yi)個近似(si)的(de)(de)理論,一(yi)個大概的(de)(de)理論,它只是(shi)對復雜(za)的現實數(shu)據建立的一(yi)個模型,不可能考(kao)慮(lv)所有的現實因素并會適當簡化,因此會帶來(lai)誤差。溶解度參數理論的(de)主要(yao)誤差來源(yuan)有兩方面:1、在定義溶解度參(can)數時,忽略了熵的因素;2、在定(ding)義(yi)氫(qing)(qing)(qing)鍵(jian)(jian)溶解度(du)參數時(shi),忽略(lve)了形成氫(qing)(qing)(qing)鍵(jian)(jian)的(de)化合物的(de)不同(tong)情(qing)況,即有(you)的(de)是(shi)(shi)氫(qing)(qing)(qing)鍵(jian)(jian)給體(ti),有(you)的(de)是(shi)(shi)氫(qing)(qing)(qing)鍵(jian)(jian)受體(ti)或既是(shi)(shi)氫(qing)(qing)(qing)鍵(jian)(jian)給體(ti)又(you)是(shi)(shi)受體(ti)。由于(yu)分(fen)子內與分(fen)子間(jian)氫(qing)(qing)(qing)鍵(jian)(jian)相互轉換,極性(xing)(xing)溶劑在和非極性(xing)(xing)溶劑混合時(shi),其極性(xing)(xing)可發生(sheng)變化,例如(ru)極性(xing)(xing)溶劑分(fen)子間(jian)可形成極性(xing)(xing)小(xiao)的(de)二聚體(ti)。
? ? ? ?聚合物的(de)分子量高而有多分散(san)性,分子形(xing)狀又有線(xian)形(xing)的(de)、支(zhi)化的(de)和交聯的(de),聚集態又有無定形(xing)的(de)和晶態的(de),因(yin)此溶解(jie)現象比小分子復雜(za)。由于溶劑(ji)的分子(zi)尺寸(cun)比聚(ju)合(he)(he)物(wu)分子(zi)小得多,溶解過(guo)程是由溶劑(ji)分子(zi)較快地滲入聚(ju)合(he)(he)物(wu)開始的,而聚(ju)合(he)(he)物(wu)分子(zi)滲入溶劑(ji)的擴散較慢。由于溶(rong)劑分子(zi)不斷滲入(ru)聚合(he)物(wu)內(nei)部,聚合(he)物(wu)體(ti)積不斷膨脹(zhang),即溶(rong)脹(zhang),然(ran)后聚合(he)物(wu)分子(zi)才(cai)均勻地分布于溶(rong)劑中,形成完全均相(xiang)的體(ti)系。聚(ju)合物(wu)溶液和小分子(zi)晶體溶液不同,不能(neng)用溶液飽和時的(de)濃度即溶解度來表示溶劑對聚(ju)合物(wu)的(de)溶解能(neng)力。多分散的聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)溶(rong)液可看成是高(gao)分子量(liang)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)溶(rong)于低(di)分子量(liang)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)與溶(rong)劑(ji)組成的混(hun)合(he)溶(rong)劑(ji)中。稀(xi)釋(shi)時低(di)分子量(liang)聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)含量(liang)下降,溶(rong)解能力變(bian)差(cha),高(gao)分子量(liang)的聚(ju)(ju)合(he)物(wu)(wu)可分離(li)出(chu)(chu)來,所(suo)以溶(rong)液會(hui)出(chu)(chu)現高濃度(du)時(shi)溶解,稀(xi)釋時(shi)反而出沉淀的(de)現象。
? ? ? ?聚合物溶液(ye)實(shi)際上(shang)類似于低分子(zi)液(ye)體間的相溶,它們可以(yi)完全混溶而不出(chu)現(xian)(xian)飽和現(xian)(xian)象,這正是涂料溶液(ye)所要求的。聚合物(wu)溶(rong)液也會發生相(xiang)(xiang)(xiang)分離,如(ru)一個均(jun)勻(yun)的溶(rong)液冷卻到所謂臨(lin)界溫度時,便可(ke)以(yi)分成(cheng)兩相(xiang)(xiang)(xiang),一相(xiang)(xiang)(xiang)為(wei)(wei)凝膠液相(xiang)(xiang)(xiang),即聚合物(wu)含量高的濃相(xiang)(xiang)(xiang),也可(ke)稱(cheng)其為(wei)(wei)沉淀;另一相(xiang)(xiang)(xiang)則為(wei)(wei)對(dui)應的稀相(xiang)(xiang)(xiang)。由于很難用溶(rong)解(jie)度數(shu)值來評價(jia)溶(rong)劑對(dui)聚合物(wu)的溶(rong)解(jie)力(li),所以(yi)一般是用溶(rong)解(jie)度參數(shu)和黏(nian)度等來進行評價(jia)。
? ? ? ?在使用溶(rong)解(jie)度(du)參數“相似者相容”這一(yi)概念時(shi),還須注意到δh(氫鍵溶(rong)解(jie)度(du)參數)的(de)特殊情況,即溶(rong)劑(ji)(ji)和聚(ju)合物(wu)的(de)δh完(wan)全相同時(shi),其溶(rong)解(jie)力并不(bu)一(yi)定最(zui)好,相反,兩者之間稍(shao)有差(cha)別往往更好,這和溶(rong)劑(ji)(ji)與聚(ju)合物(wu)間形(xing)成的(de)氫鍵性質有關。如丁(ding)(ding)酮和甲(jia)醇,對(dui)于多羥基的(de)預聚物,丁(ding)(ding)酮的(de)溶解性能比甲(jia)醇更好,因為前者為氫鍵(jian)受體,而后者既是氫鍵(jian)的(de)受體又是給予體,但溶解度(du)參數(shu)中未曾考(kao)慮這一區別,所以一旦有氫鍵(jian)形成時,用溶解度(du)參數(shu)去判斷溶解力便不準(zhun)確。
? ? ? ?為(wei)了簡便地判斷溶劑(ji)對聚合物的溶解力,可將溶劑(ji)分為(wei)三類,即低、中、高氫鍵(jian)三組溶劑(ji)。第(di)Ⅰ類弱氫鍵溶劑,主要是烴類和鹵代烴類;第(di)Ⅱ類中(zhong)等氫鍵(jian)溶劑,主要是酮、酯、醚類;第Ⅲ類高氫鍵溶(rong)劑,主要是醇、酸(suan)和水。第(di)Ⅰ類具有(you)很(hen)弱的親(qin)電(dian)子(zi)性質,第(di)Ⅱ類為給電(dian)子(zi)性溶劑,主要是(shi)氫(qing)鍵(jian)(jian)受體,第(di)Ⅲ類具有(you)強(qiang)親(qin)電(dian)性,既是(shi)氫(qing)鍵(jian)(jian)受體又是(shi)氫(qing)鍵(jian)(jian)給體,能形成強(qiang)的氫(qing)鍵(jian)(jian)。
? ? ? ?聚合物(wu)也可(ke)按(an)基團性質(zhi)分(fen)為三大類:第Ⅰ類為弱親電子性聚合物,包括聚烯(xi)烴及(ji)含(han)氯高(gao)聚物;第(di)Ⅱ類為給電子性聚合物,包括聚醚、聚酯(zhi)、聚酰胺等;第Ⅲ類為強親電子(zi)性及(ji)氫(qing)健高聚(ju)(ju)(ju)物,包括聚(ju)(ju)(ju)乙烯(xi)醇、聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)酸、聚(ju)(ju)(ju)丙烯(xi)腈及(ji)含-COOH,-SO3H基(ji)團的高聚(ju)(ju)(ju)物。當(dang)高(gao)聚物(wu)與溶(rong)劑的溶(rong)解度參(can)數接近時(shi),Ⅲ類(lei)溶(rong)劑可溶(rong)解Ⅱ類(lei)高(gao)聚物(wu),因(yin)有(you)較(jiao)強的溶(rong)劑化作用(yong)或能形成氫鍵;Ⅱ類(lei)溶劑(ji)可溶解Ⅰ、Ⅲ類(lei)高聚(ju)物。同屬給電子(zi)的溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)與高聚(ju)物(wu)(wu),因不利于溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)化,而(er)不易相溶(rong)(rong)(rong)(rong),即Ⅱ類(lei)溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)不易溶(rong)(rong)(rong)(rong)解Ⅱ類(lei)聚(ju)合(he)物(wu)(wu),但(dan)含酯(zhi)基(ji)的有(you)可(ke)能相混(hun)溶(rong)(rong)(rong)(rong),因為酯(zhi)基(ji)有(you)兩性(xing)偶極(ji)基(ji)團,同樣,Ⅰ類(lei)極(ji)性(xing)溶(rong)(rong)(rong)(rong)劑(ji)也不易溶(rong)(rong)(rong)(rong)解Ⅰ類(lei)極(ji)性(xing)聚(ju)合(he)物(wu)(wu)。Ⅲ類因相(xiang)互成強氫(qing)鍵可以混溶。
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