氯化聚丙烯溶度参数及其与溶剂作用研究.DOCVIP

? 氯化聚丙烯溶度参数及其与溶剂作用研究??????????????????????????????????????????????????唐四叶,刘大壮,范忠雷????????????????????????????????????????????(郑州大学化工学院,郑州450002)?????摘要:用超声降解法制得相对分子质量降低4倍左右的氯化聚丙烯。对比降解前后氯化聚丙烯在不同溶剂中的溶解度,提出了客观判断可溶与不可溶溶剂的新标准,即超声降解后溶解度增加的溶剂为可溶溶剂,溶解度不变的溶剂为不可溶溶剂。依据溶解情况得到了氯化聚丙烯的Hansen三维溶度参数进而计算了氯化聚丙烯与28种溶剂的相互作用参数。????关键词:氯化聚丙烯;溶度参数;相互作用参数????0引言????氯化聚丙烯(CPP)具有优良的耐磨性、耐老化性以及耐酸碱等性能,它对聚烯烃具有优良的附着特性。作为一种附着力促进剂,CPP在聚烯烃涂料、粘合剂和相容性助剂等方面得到了广泛应用[1]。CPP通常是在溶剂中使用的,所以研究它的溶度参数以预测它在不同溶剂中的溶解情况,是CPP研究中的一项重要基础工作。鉴于对其溶度参数及与溶剂相互作用参数的研究尚无系统报道,本文对其溶度参数及相互作用参数作了系统地研究。????由于高聚物不能蒸发,无法按照公式计算其溶度参数。????聚合物的溶度参数需要用实验求得。方法是,在指定的浓度下将高聚物分别溶解在各种不同的溶剂中,将溶剂分为可溶溶剂与不可溶溶剂,根据可溶溶剂的溶度参数求出高聚物的溶度参数。高分子的溶解是一个复杂的过程,除了热力学因素外,还需要考虑动力学阻力。为此,人们常用降低高聚物浓度以缩短溶解时间来判定可溶与不可溶溶剂。例如Lieberman[2]选择的高聚物浓度是3%;Hansan[3]的方法是将0.5g聚合物溶解到5mL的溶剂中;Funasaka[4]用的方法是将0.02g聚合物溶解在0.98g溶剂中;Whieh[5]选择高聚物的浓度为4g/L。???聚合物溶液热力学指出[6],一定的聚合物-溶剂体系,聚合物能否在溶剂中溶解直接由聚合物的浓度和聚合度及相互作用参数决定。由于确定聚合物溶度参数时需要考察其在各种溶剂中的溶解情况,因此出现不溶或部分溶解的情况是不可避免的。对于部分溶解的情况,就会出现低浓度下溶解而在较高浓度下不能溶解的情况。我们认为,上述判定可溶与不可溶溶剂的浓度规定是作者根据自己的经验主观确定的,这种规定是片面的。本文从聚合度入手,利用超声波降解的方法降低CPP相对分子质量,由此找出了一种客观的判别可溶与不可溶溶剂的方法。????在高聚物的溶解过程中,从溶解过程的本质来考虑常用高分子与溶剂相互作用参数作为衡量溶剂溶解能力的尺度[6]。在一定温度下,相互作用参数愈小,表示聚合物分子与溶剂分子间相互作用愈大,即溶解能力愈强。反之,相互作用参数愈大,溶解能力愈差。因此正确计算聚合物与不同溶剂的相互作用参数对研究聚合物的溶解性能来说也是一项很重要的工作。为此,在系统研究溶度参数的基础上,本文对CPP与不同溶剂的相互作用参数进行了探讨。????1实验和表征????1.1实验材料及仪器????CPP:广东金珠江化学股份有限公司生产,黏均分子质量为174.592g/mol,氯含量为30%;甲苯:分析纯。????反应容器:带夹套的玻璃容器;超声波发生器:宁波新芝生物科技股份有限公司生产,型号为JY92-,功率440W,频率20～25kHz,变幅杆直径6mm。超声降解温度20;CPP甲苯溶液浓度为1%,体积240mL;定期取样,取出的样品真空干燥至恒质量。????1.2参数的测定????用DAWNEOS激光光散射仪测相对分子质量。用乌氏黏度计测定特性黏数η。延续文献[7]的方法测定样品的相对溶解度。降解后CPP的溶解度用降解900min的1%样品进行测定。浊度法测定溶度参数参考文献[7]。????2结果和讨论????2.1超声降解后CPP的性质????用红外光谱分析降解后的CPP样品,并没有新的吸收峰出现。逐个分析降解产品的氯含量,发现与降解前完全相同,说明降解后CPP除了相对分子质量变小4倍外,其余性质并没有改变,这就为进一步研究相对分子质量对溶解性能的影响奠定了基础。超声降解前后产品的相对分子质量列于表1。??????????????????????2.2不同相对分子质量的CPP在各种溶剂中的相对溶解度????降解前后CPP在28种溶剂中的相对溶解度列在表2中。????根据溶解度结果,发现凡是溶解度不随相对分子质量变化的,溶解度都很小;溶解度随相对分子质量变化的,溶解度相对都较大。由此提出一个设