聚合物溶解度参数介绍

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溶解度参数solubility parameter,简称SP)是衡量液体材料(包括橡胶,因为橡胶在加工条件下呈液态)相溶性的一项物理常数。其物理意义是材料内聚能密度开平方

SP=(E/V)1/2

其中 SP是溶解度参数,E是内聚能,V是体积,E/V是内聚能密度。

不同聚合物的溶解度参数大小不同,而且差别很大。一般聚合物的极性越大,其溶解度参数越大。掌握溶解度参数,就是掌握了不同聚合物之间的相容程度,为能否成功并用提供依据。利用不同聚合物的溶解度参数值,可以作为选择聚合物溶剂和共混组分的参考依据。

1)小分子化合物

对于添加小分子组分,其溶解度参数差∣δA-δB<1.5,即视为相容性好,例如CCl4δA =8.6,天然橡胶的δB =7.95,∣δA-δB<1.5,所以,天然橡胶可溶于CCl4中。

2高分子聚合物

高分子组分之间的相容规律为:∣δA-δB<0。5,且相对分子质量越大,对其差值要求越小,也就是说相对分子质量高的不同组分更不容易相容,例如PVCδA9.4~9.7,而NBRδB =9.3~9.5,∣δA-δB<0.5,所以PVC/NBR相容性好,可用于PVC增韧体系;再如,PSPB的溶解度参数差大于0.7,两者的相容性差; PVCPS的溶解度参数差大于1,两者基本不相容。

两种高分子材料的溶解度参数越相近,则共混效果越好。如果两者的差值超过了0.5,则一般难以共混均匀,需要增加相容剂才可以。相容剂的作用是降低两相的表面张力,使得界面处的表面被激化,从而提高相容的程度。相容剂往往是一种聚合物,起到桥梁中介的作用。

另外,在设计配方的时候,为某种胶选择液态助剂的时候也必须考虑双方的SP是否接近,以保证各组分分散均匀。

对于溶解度参数相近相容原则,只适合于非极性树脂之间和非结晶树脂之间合金的判断原则,而不适合于极性树脂之间和结晶树脂之间合金的判断原则。其原因为溶解度参数只表征了非极性分子之间的色散力,而未表征极性分子之间的偶极力和氢键,因此不能完金表征极性分子之间的作用力大小。对于极性树脂,应选用三参数相近原则,即色散力相近、偶极力相近和氢键都相近原则。

各种常用高分子材料的溶解度参数如下:

聚合物溶解度参数介绍

不同品种溶剂的溶解度参数:聚合物溶解度参数介绍

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