非水溶劑溶解能力的判斷指標

非水溶劑對高聚物、油垢等的溶（róng）解，既（jì）包括使被溶解的物質轉變成分子狀態的溶解過（guò）程，也包括使被溶（róng）解物質溶脹和分散為（wéi）更小顆粒狀態的過程。其溶解能力的（de）大（dà）小可由多（duō）種方法和指標判斷（duàn）。常用的有極性相似相溶原則、溶解度（dù）係數、KB值一貝殼鬆脂丁（dīng）醇（chún）值和苯胺（àn）點等。

1.極性（xìng）相似相溶原則（zé）

極性小的物質易溶解於極性小的溶劑中；極（jí）性大的物（wù）質易溶（róng）解於極（jí）性大的（de）溶劑中。例如，屬於非極（jí）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（jiāo），尤其是未經硫化（huà）的橡膠，無定型聚苯乙烯和矽樹（shù）脂（zhī）等。

屬於中等（děng）極性的常用溶劑有酯、酮、鹵代坯（pī）等。可以溶解環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、氯丁烯橡膠、聚氯乙（yǐ）烯和聚氨基甲酸酯等。

屬於極性的常用（yòng）溶劑有醇、酚以及水等，可（kě）以溶解或溶脹聚醚、聚乙烯醇、聚酰胺、聚乙烯醇縮醛等。

當高聚物分子（zǐ）中含有不同極性的基團時（shí），宜采用由含有不（bú）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的聚合物垢，二醋酸纖維素分子中既含有（yǒu）極性較小的醋酸脂基，又含有強極性的輕基，釆用單一溶劑不易於溶解。

當高聚物（wù）處於晶態時，其溶解的（de）過程先是破壞結晶，這是（shì）一個吸熱過程，所以，加熱有利於其完成；然後再被溶劑分散（sàn）、溶解。其極性晶態高聚物若被加熱到熔點附近，比較容易被（bèi）溶劑溶解。極性的晶態高聚（jù）物進入極性溶劑（jì）以後，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，並放（fàng）出熱，有（yǒu）利於補償破壞晶格所需要（yào）的能量。因此，在常溫（wēn）下，極性（xìng）高聚物可以溶解於極性溶劑中。例（lì）如，極（jí）性的聚酰胺等能溶（róng）解於極性的甲酚中。

2.溶（róng）解度係數6相（xiàng）似原則

溶解（jiě）度係數5又稱為溶解度（dù）參數，是將單位體積（jī）（1cm³或（huò）1m³）的物質分（fèn）子分（fèn）散所（suǒ）需的能量。它代表物質分（fèn）子間相互（hù）吸引和作用力的大小。溶解度參數和分子的（de）極性有關。溶解度（dù）參數（shù）大的物質，其分子極性強，分子間的作用力（lì）大（dà）。溶劑和溶質的溶解度參（cān）數越相近，越易於相互溶解，符合相似相溶的規律。表3-18列出了部分溶劑的溶解度參數。

表3-18部分溶（róng）劑的溶解度參數

表格P102頁

高聚物也有一定（dìng）的溶解度（dù）參數，見表3-19=例如，聚苯乙烯的溶解度參數為9.1，按照相似相溶的規律，可從表中查出溶解度（dù）參（cān）數與之相近的溶劑是醋酸乙（yǐ）酯9.1、苯9.2、甲苯9.0、二甲苯（běn）9.2、氯仿9.2和（hé）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。

表3-19高聚物的溶解（jiě）度參數

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如果在現（xiàn）有的溶劑中找不到溶解度參數相近者，可（kě）以采用混合溶劑。

混合溶（róng）劑的溶解度參數（Ó總）是兩種溶劑的溶解度（dù）參數（Ó）與相（xiàng）應溶劑在混合溶劑中的體積分數（Φ）的乘積之和。

公式P103頁

例如，溶解度參數為11的硝化纖維素，不（bú）溶解於溶解度參數為7.4的乙醚、溶解度參數（shù）為14.1的甲醇或溶（róng）解度參數為（wéi）12.7的（de）乙醇（chún）等，但是，可溶解於按一定比例組成（chéng）的，使溶解度（dù）參數接近於11的（de）任何兩種溶劑的（de）混合物中。混（hún）合溶劑的溶解能（néng）力比單一溶劑的強。

溶解度參數可由不同的（de）方法測算出，例如，高聚物的（de）溶解度參數是由表麵張力法、滲透壓法（fǎ）與溶脹法等測出的；而溶劑的溶解度參數（shù）一般是由摩爾蒸發能（néng）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是否接近以外，還應該考察與溶解有關的其（qí）他因素。例（lì）如，高聚物的結晶度、是否有氫鍵存在等。在結晶度比較低的高聚物中，無定形結構的比例大，分子鏈之間的間隙（xì）大，溶劑分子的滲透比較容易，有利於高聚物的溶解。結晶度較高的高聚物則反之。溶解（jiě）度參數相近相溶的規律，僅適（shì）用於非極（jí）性體係，不適用於極性高聚物以及能生成氫鍵的體係。

表3-20表明混（hún）合溶劑對高聚物的溶解能力明（míng）顯超過單一溶劑。

表3-20混合溶劑對某些高聚物的溶解能力（lì）

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3.KB值一貝殼鬆脂丁醇值（zhí）

貝殼鬆脂丁醇值是評價溶劑溶解能（néng）力的另一個指標。主要應用於塗料工業，評價塗料（liào）及相（xiàng）關產品在溶劑中的溶解能力。溶劑的KB值越高，表（biǎo）明其對極性有（yǒu）機化合物的溶解能力越強。

在測定貝殼鬆脂丁醇值中，要使用貝殼鬆脂丁醇溶液。

貝殼（ké）鬆脂丁醇（chún）溶液的配製（zhì）方（fāng）法：取400g貝殼樹王古王巴樹（shù）脂，研磨（mó），置於3L的燒（shāo）瓶中，邊劇烈攪拌，邊加入2kg正丁醇（沸點116〜118°C），攪拌至樹脂全部溶解；也可以在55°C左右的水（shuǐ）浴（yù）中攪拌48h使之溶解（jiě），或者在回流（liú）裝置中，用蒸汽加（jiā）熱以（yǐ）後，靜置48h，用布氏漏鬥過濾，除去不溶物。所（suǒ）得濾液即為貝殼鬆脂丁醇溶液。

貝殼鬆脂丁醇值的測定方法：在25°C的條件下，取貝殼（ké）鬆脂丁醇溶M（20±0.1）cm³置於250cm³三角燒（shāo）瓶中，用標準甲苯溶劑滴定。當溶液開始變混時為滴定終點（diǎn）。記錄所（suǒ）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貝殼鬆脂丁醇溶液進行滴定，至溶液產生渾濁（zhuó）為終點。記錄所用甲苯一正庚烷混合溶劑的體積B（cm³）0然後釆用與上述相同的方法（fǎ），用待測溶劑滴定20cm3貝殼鬆脂丁（dīng）醇溶液（yè），記錄（lù）所用待測溶劑的體積（jī）C（cm³）。

被測（cè）溶劑的KB值（zhí）=[65（C—B）]/（A—B）—40

式中：A——所加標準甲苯溶劑的體積，cm³；

B——所加甲苯一正庚（gēng）烷混合（hé）溶劑的體積，cm³；

C——待測溶劑的體積，cm³。

當（dāng）溶（róng）液的溫度偏離25°C時，應對溶液的體積量進行校正。

把等體積的苯胺與待測定溶解（jiě）能（néng）力的溶劑均勻混合（hé），逐漸降低溫度，觀察該體係即將發生渾濁的最低溫度，即為該溶劑的苯胺（àn）點（°C）。

苯胺點越低，表明該（gāi）溶劑對苯胺的溶（róng）解能力越強。由於苯胺是極性有機化（huà）合物，因此苯胺點的高低，表征溶劑對極性有機化合物的溶（róng）解能力。

飽和脂肪鏈烴（tīng）溶劑（jì）的苯（běn）胺點（70°C左右）>脂環族飽和姪溶劑的苯胺點（50°C左右）>芳（fāng）香烴溶劑的苯胺點（10°C左右）。這一順序表明三者對極性有機化合物的溶解（jiě）能力依次增強。

對於苯胺點很低的溶劑（jì），由於在常溫下很難測到其苯胺點，必須（xū）以混合苯（běn）胺點表示。

混合苯胺點是把待測溶劑、苯胺和一（yī）定純度的正庚烷以（yǐ）1：2：1的體積（jī）比均勻混合，測定其即將渾濁的最低（dī）溫度。加入正庚烷可（kě）使苯胺在低（dī）溫下的溶解性增（zēng）大，把苯胺點提高到室溫以上，便於測定。

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（yǐ）後，即可應用上麵的公（gōng）式計算出相（xiàng）應的苯胺點。

苯胺點主要用在石油工業（yè）中，評（píng）價各種溶劑的溶解能力。表3-21列出部分炷類溶劑的苯胺點。

表3-21怪類溶劑（jì）的苯胺點

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①為混合苯胺點

在工業應用中，石油繪類溶劑油一般是脂肪烷烴、環烷烴和芳香（xiāng）烴的混合（hé）物（wù），因此，由其苯胺點的（de）高低可以判斷該溶劑的大致組成。顯然，苯胺點高的溶劑（jì）油，所含脂肪烷（wán）烴的比例比較大；相反，苯胺點較（jiào）低的溶劑油，所含的（de）芳香烴比例（lì）較（jiào）大。

溶劑的貝殼鬆脂丁醇值越（yuè）大，其溶解能力越強；相反，溶劑的苯胺點越高，其（qí）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係：

KB值=84.3-0.37×苯胺點

苯胺點=228-2.7×KB值

一般而言（yán），非極性溶劑的KB值小，苯胺點高；極性溶劑的KB值（zhí）大，苯胺點低。因此，清（qīng）除極（jí）性汙垢（gòu），如動植物油脂（zhī）的汙垢，宜選擇苯胺點低、KB值高的溶劑；清除非極性汙垢（gòu），如礦物油垢，應選擇苯胺點高、KB值低的溶劑。