非水溶劑溶解能力的判斷指標

非水溶劑對高聚物、油垢等的溶解，既包括使被溶解的物質轉變成分子狀態的溶解過程，也包括使被溶解物質溶脹和分散為更小顆粒狀態的過程。其溶解能力的大小可由多種方法和指標判斷。常用的有極性相似相溶原則、溶解度系數、KB值一貝殼松脂丁醇值和苯胺點等。

1.極性相似相溶原則

極性小的物質易溶解于極性小的溶劑中；極性大的物質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、鹵代坯等。可以溶解環氧樹脂、不飽和聚酯樹脂、氯丁烯橡膠、聚氯乙烯和聚氨基甲酸酯等。

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、聚酰胺、聚乙烯醇縮醛等。

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的聚合物垢，二醋酸纖維素分子中既含有極性較小的醋酸脂基，又含有強極性的輕基，釆用單一溶劑不易于溶解。

當高聚物處于晶態時，其溶解的過程先是破壞結晶，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。其極性晶態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6相似原則

溶解度系數5又稱為溶解度參數，是將單位體積（1cm3或1m3）的物質分子分散所需的能量。它代表物質分子間相互吸引和作用力的大小。溶解度參數和分子的極性有關。溶解度參數大的物質，其分子極性強，分子間的作用力大。溶劑和溶質的溶解度參數越相近，越易于相互溶解，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部分溶劑的溶解度參數

表格P102頁

高聚物也有一定的溶解度參數，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參數與之相近的溶劑是醋酸乙酯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。

表3-19高聚物的溶解度參數

表格P103頁

如果在現有的溶劑中找不到溶解度參數相近者，可以采用混合溶劑。

混合溶劑的溶解度參數（ó總）是兩種溶劑的溶解度參數（ó）與相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，不溶解于溶解度參數為7.4的乙醚、溶解度參數為14.1的甲醇或溶解度參數為12.7的乙醇等，但是，可溶解于按一定比例組成的，使溶解度參數接近于11的任何兩種溶劑的混合物中。混合溶劑的溶解能力比單一溶劑的強。

溶解度參數可由不同的方法測算出，例如，高聚物的溶解度參數是由表面張力法、滲透壓法與溶脹法等測出的；而溶劑的溶解度參數一般是由摩爾蒸發能求出的。

用溶劑溶解高聚物的能力大小，除了考慮溶解度參數是否接近以外，還應該考察與溶解有關的其他因素。例如，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，分子鏈之間的間隙大，溶劑分子的滲透比較容易，有利于高聚物的溶解。結晶度較高的高聚物則反之。溶解度參數相近相溶的規律，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。

表3-20表明混合溶劑對高聚物的溶解能力明顯超過單一溶劑。

表3-20混合溶劑對某些高聚物的溶解能力

表格P104頁

3.KB值一貝殼松脂丁醇值

貝殼松脂丁醇值是評價溶劑溶解能力的另一個指標。主要應用于涂料工業，評價涂料及相關產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400g貝殼樹王古王巴樹脂，研磨，置于3L的燒瓶中，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°C的條件下，取貝殼松脂丁醇溶M（20±0.1）cm3置于250cm3三角燒瓶中，用標準甲苯溶劑滴定。當溶液開始變混時為滴定終點。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，至溶液產生渾濁為終點。記錄所用甲苯一正庚烷混合溶劑的體積B（cm3）0然后釆用與上述相同的方法，用待測溶劑滴定20cm3貝殼松脂丁醇溶液，記錄所用待測溶劑的體積C（cm3）。

被測溶劑的KB值=[65（C—B）]/（A—B）—40

式中：A——所加標準甲苯溶劑的體積，cm3；

B——所加甲苯一正庚烷混合溶劑的體積，cm3；

C——待測溶劑的體積，cm3。

當溶液的溫度偏離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能力的溶劑均勻混合，逐漸降低溫度，觀察該體系即將發生渾濁的最低溫度，即為該溶劑的苯胺點（°C）。

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°C左右）>脂環族飽和姪溶劑的苯胺點（50°C左右）>芳香烴溶劑的苯胺點（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、苯胺和一定純度的正庚烷以1：2：1的體積比均勻混合，測定其即將渾濁的最低溫度。加入正庚烷可使苯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，即可應用上面的公式計算出相應的苯胺點。

苯胺點主要用在石油工業中，評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、環烷烴和芳香烴的混合物，因此，由其苯胺點的高低可以判斷該溶劑的大致組成。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系：

KB值=84.3-0.37×苯胺點

苯胺點=228-2.7×KB值

一般而言，非極性溶劑的KB值小，苯胺點高；極性溶劑的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，應選擇苯胺點高、KB值低的溶劑。