涂料容积溶解度参数和氢键力

涂料容积溶解度参数和氢键力 Hildebrand的推导是限于非极性分子混合时无热或吸热的体系，对于强极性分子构成的体系，因为有氢键形成，则该推导结果就不甚合适了，美国Burrell在1955年将上述原则予以完善，使涂料工作者能对不同类型的体系较合理地判断某一聚合物的溶解能力。他提出对每一种液体有两个因数（或参数）与液体的溶解能力有关。第一个因素是液体的氢键力。根据氢键力的强弱，Burrell将溶剂定量地分成3组：第一组：弱氢键（烃类、氯化烷烃，硝基化烷烃）；第二组：中氢键（酮类，酯类，醚类和醇醚类）第三组：强氢键（醇类和水）设...

Hildebrand的推导是限于非极性分子混合时无热或吸热的体系，对于强极性分子构成的体系，因为有氢键形成，则该推导结果就不甚合适了，美国Burrell在1955年将上述原则予以完善，使涂料工作者能对不同类型的体系较合理地判断某一聚合物的溶解能力。他提出对每一种液体有两个因数（或参数）与液体的溶解能力有关。第一个因素是液体的氢键力。根据氢键力的强弱，Burrell将溶剂定量地分成3组：第一组：弱氢键（烃类、氯化烷烃，硝基化烷烃）；第二组：中氢键（酮类，酯类，醚类和醇醚类）第三组：强氢键（醇类和水）设想以氢键程度表征平均值来定量氢键力，依其设定，弱氢键力平均值为0.3，中氢键力平均值为1.0，强氢键力平均值为1.7。且混合溶剂的氢键力的表征平均值，可以用下式计算：混合溶剂的氢键力表征平均值＝φ1A+φ2B+…式中 φ1，φ2为溶剂A，B在混合溶剂中的体积分数；B为溶剂A，B的氢键力表征平均值。根据Burrell提出的方法，当判断一种树脂在一种溶剂中是否溶解时，首先要确认该树脂和溶剂的氢键力大小的等级，然后依据树脂和溶剂在相同氢键等级内的δ大小是否相近的原则，来判断该树脂在该溶剂中是否溶解。这样就将分子极性及氢键力对溶解性的影响考虑在内了。 e.g.1 E-20环氧树脂为中等氢键溶解度参数，δm为8~13，可溶于中等氢键溶解度参数的溶剂中，如醋酸正丁酯（δm＝8.5），丙酮（δm＝9.9），乙二醇单丁醚（δm＝9.5）。但不能溶于强氢键的醇类中，如正丁醇（δs＝11.4）和弱氢键的烃类溶剂中，如二甲苯（δp＝8.8）。能否溶于70%二甲苯＋30%正丁醇的混合溶剂中？解：混合溶剂的氢键力＝(0.7×0.3)+(0.3×1.7)＝0.8，属于中等氢键力范围。混合溶剂的溶解度参数δM＝(0.7×8.8)+(0.3×11.4)＝10.5 由计算结果可知，E－20环氧树脂和该混合溶剂属同一氢键等级，而溶解度参数又相近，故E－20环氧树脂可以溶于该混合溶剂中。将氢键力和溶解度参数结合起来考虑的方法，预测的准确程度可以提高到95%。

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