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非水溶劑對高聚物、油垢等的溶解，既包括使被溶解的物質(zhì)轉(zhuǎn)變成分子狀態(tài)的溶解過程，也包括使被溶解物質(zhì)溶脹和分散為更小顆粒狀態(tài)的過程。其溶解能力的大小可由多種方法和指標判斷。常用的極性相似相溶原則 、溶解度系數(shù)、KB值——貝殼松脂丁醇值和苯胺點等。 1．極性相似相溶原則 極性小的物質(zhì)易溶解于極性小的溶劑中；極性大的物質(zhì)易溶解于極性大的溶劑中。 例如，屬于非極性的常用溶劑有苯、甲苯、汽油等，可以考慮用其溶解天然橡膠，尤其是未經(jīng)硫化的橡膠，無定型聚苯乙烯和硅樹脂等。 屬于中等極性的常用溶劑有酯、酮、鹵代烴等，可以溶解環(huán)氧樹酯、不飽和聚酯樹脂、氯丁烯橡膠；聚氯乙烯（PVC）和聚氨基甲酸酯等。 屬于極性的常用溶劑有醇、酚以及水等，可以溶解或溶脹聚醚、聚乙烯醇（PVA）、聚酰胺（PA）、聚乙烯醇縮醛（PVB）等。 當高聚物分子中含有不同極性的基團時，宜采用由含有不同極性的溶劑組成的混合溶劑。例如，由強極性的乙醇和非極性的苯的混合溶劑、可以溶解和清除含二醋酸纖維素酌聚合物垢，二醋酸纖維素分子中既含有極性較小的醋酸脂基，又含有強極性的羥基；采用單一溶劑不易于溶解。 當高聚物處于晶態(tài)時，其溶解的過程先是破壞結(jié)晶，這是一個吸熱過程，所以，加熱有利于其完成；然后再被溶劑分散、溶解。 非極性晶態(tài)高聚物若被加熱到熔點附近，比較容易被溶劑溶解。 極性的晶態(tài)高聚物進入極性溶劑以后，分子中的無定形部分可以和溶劑分子相互作用，在分子間形成極性鍵，并放出熱，有利于補償破壞晶格所需要的能量。因此，在常溫下，極性高聚物可以溶解于極性溶劑中。例如，極性的聚酰胺等能溶解于極性的甲酚中。 2．溶解度系數(shù)δ相似原則 溶解度系數(shù)δ又稱為溶解度參數(shù)，是將單位體積（1 cm3或1 m3）的物質(zhì)分子分散所需的能量。它代表物質(zhì)分子間相互吸引和作用力的大??；溶解度參數(shù)和分子的極性有關(guān)。溶解度參數(shù)大的物質(zhì)，其分子極性強，分子間的作用力大。溶劑和溶質(zhì)的溶解度參數(shù)越相近，越易于相互溶解，符合相似相溶的規(guī)律。 高聚物也有一定的溶解度參數(shù)。例如，聚苯乙烯（PS）的溶解度參數(shù)為9.1，按照相似相溶的規(guī)律，可從表中查出溶解度參數(shù)與之相近的溶劑是醋酸乙酯（EA）9.1、苯9.2、甲苯9.0、二甲苯9.2、氯仿9.2和甲乙酮9.3等，當然不可以采用丙酮9.8，苯胺11.3等作為溶劑。 如果在現(xiàn)有的溶劑中找不到溶解度參數(shù)相近者，可以采用混合溶劑。 混合溶劑的溶解度參數(shù)(δ總)是兩種溶劑的溶解度參數(shù)(δ)與相應(yīng)溶劑在混合溶劑中的體積分數(shù)（φ）的乘積之和。 δ總=φ1δ1+φ2δ2 例如，溶解度參數(shù)為11的硝化纖維素，不溶解于溶解度參數(shù)為7.4的乙醚、溶解度參數(shù)為14.1的甲醇或溶解度參數(shù)為12.7的乙醇等，但是，可溶解于按一定比例組成的，使溶解度參數(shù)接近于11的任何兩種溶劑的混合物中?；旌先軇┑娜芙饽芰ν葐我蝗軇┑膹?。 溶解度參數(shù)可由不同的方法測算出，例如，高聚物的溶解度參數(shù)是由表面張力法、滲透壓法與溶脹法等測出的；而溶劑的溶解度參數(shù)一般是由摩爾蒸發(fā)能求出的。 用溶劑溶解高聚物的能力大小，除了考慮溶解度參數(shù)是否相近以外，還應(yīng)該考察與溶解有關(guān)的其他因素。例如，高聚物的結(jié)晶度、是否有氫鍵存在等。在結(jié)晶度比較低的高聚物中，無定形結(jié)構(gòu)的比例大，分子鏈之間的間隙大，溶劑分子的滲透比較容易，有利于高聚物的溶解。結(jié)晶度較高的高聚物則反之。溶解度參數(shù)相近相溶的規(guī)律，僅適用于非極性體系，不適用于極性高聚物以及能生成氫鍵的體系。 3．KB值——貝殼松脂丁醇值 貝殼松脂丁醇值是評價溶劑溶解能力的另一個指標。主要應(yīng)用示涂料工業(yè)，評價涂料及相關(guān)產(chǎn)品在溶劑中的溶解能力。溶劑的KB值越高；表明其對極性有機化合物的溶解能力越強。 在測定貝殼松脂丁醇值中，要使用貝殼松脂丁醇溶液。 貝殼松脂丁醇溶液的配制方法：取400 g貝殼松脂樹脂，研磨，置于3 L的燒瓶中，邊劇烈攪拌，邊加入2 kg正丁醇（沸點 116～118 ℃）；攪拌至樹脂全部溶解；也可以，在55℃左右的水浴中攪拌48h使之溶解，或者在回流裝置中，用蒸汽加熱以后，靜置48h，用布氏漏斗過濾，除去不溶物。所得濾液即為貝殼松脂丁醇溶液。 貝殼松脂丁醇值的測定方法：在25 ℃的條件下，取貝殼松脂丁醇溶液(20±0.1) cm3置于250 cm3三角燒瓶中，用標準甲苯溶劑滴定。當溶液開始變?昆時為滴定終點。記錄所用標準甲苯溶劑的體積A(cm3)。再用甲苯：正庚烷的體積比=25：75的混合溶劑，對20cm3貝殼松脂丁醇溶液進行滴定，至溶液產(chǎn)生渾濁為終點。記錄所用甲苯、正庚烷混合溶劑的體積B(cm3)。然后采用與上述相同的方法，用待測溶劑滴定20cm3貝殼松丁醇脂溶液，記錄所用待測溶劑的體積C(cm3)。 4．苯胺點(AP) 把等體積的苯胺與待測定溶解能力的溶劑均勻混合，逐漸降低溫度，觀察該體系即將發(fā)生渾濁的最低溫度，即為該溶劑的苯胺點(℃)。 苯胺點越低，表明該溶劑對苯胺的溶解能力越強。由于苯胺是極性有機化合物，因此苯胺點的高低，表征溶劑對極性有機化合物的溶解能力。 飽和脂肪鏈烴溶劑的苯胺點(70℃左右)>脂環(huán)族飽和烴溶劑的苯胺點(50℃左右)>芳香烴溶劑的苯胺點（10℃左右）這一順序表明三者對極性有機化合物的溶解能力依次增強。 對于苯胺點很低的溶劑；由于在常溫下很難測到其苯胺點，必須以混合苯胺點表示。 混合苯胺點是把待測溶劑、苯胺和一定純度韻正庚烷以1：2：1體積比均勻混合，測定其即將渾濁的最低溫度。加入正庚烷可使，胺在低溫下的溶解性增大，把苯胺點提高到室溫以上，便于測定 混合苯胺點=(苯胺點+正庚烷的苯胺點69)/2 在測出混合苯胺點以后，即可應(yīng)用上面的公式計算出相應(yīng)的苯定點。 苯胺點主要用在石油工業(yè)中，評價各種溶劑的溶解能力。 在工業(yè)應(yīng)用中，石油烴類溶劑油一般是脂肪烷烴、環(huán)烷烴和芳香徑混合物，因此，由其苯胺點的高低可以判斷該溶劑曲大致組成。顯然，苯胺點高的溶劑油，所含脂肪烷烴的比例比較大；相反，苯胺點較低的溶劑油，所含的芳香烴比例較大。 溶劑的貝殼松脂丁醇值越大，其溶解能力越強；相反，溶劑的苯胺點越高，其對極性有機化合物的溶解能力越弱。 KB值和苯胺點的定量關(guān)系： 一般而言，非極性溶劑階KB值小十苯履點高；樁性溶劑的KB值大，苯胺點低。因此，清除極性污垢，如動植物油脂的污垢，宜選擇苯胺點低、KB值高的溶劑；清除非極性污垢，如礦物油垢，應(yīng)選擇苯胺點高、KB值低的溶劑。 |
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