常用溶剂极性表
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混=
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式中:Fi为体积分数。 对于不同高聚物,选择溶剂的规律不同,虽然有“相似相溶”的经验规律,但过于笼
统。更实用的是溶剂化原则或 相近原则。前者适用于极性高分子,后者适用于非极性高
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268
water
10.20 1.00
100
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常用溶剂的极性顺序:
水(最大) > 甲酰胺> 乙腈> 甲醇> 乙醇> 丙醇> 丙酮> 二氧六环> 四氢呋
喃> 甲乙酮> 正丁醇> 乙酸乙酯> 乙醚> 异丙醚> 二氯甲烷>氯仿>溴乙烷>苯>四氯化
碳>Biblioteka Baidu硫化碳>环己烷>己烷>煤油(最小)
烷)
Ethylene dichloride(二氯化 3.50
乙烯)
n-butanol(丁醇)
3.90
n-butyl acetate( 醋酸 丁酯 ; 4.00
乙酸丁酯)
n-propanol(丙醇)
4.00
Methyl isobutyl ketone() 4.20
Tetrahydrofuran( 四氢呋 4.20
p-xylene(对二甲苯)
2.50
Chlorobenzene(氯苯)
2.70
o-dichlorobenzene(领二氯 2.70
苯)
Ethyl ether(二乙醚; 醚) 2.90
Benzene(苯)
3.00
Isobutyl alcohol(异丁醇) 3.00
Methylene chloride(二氯甲 3.40
溶剂化原则: 极性高分子溶解在极性溶剂中的过程,是极性溶剂分子(含亲电基团或亲核基团)和 高分子的(亲核或亲电)极性基团相互吸引产生溶剂化作用,使高分子溶解。溶剂化作用是 放热的。因而对于有这些基团的聚合物,要选择相反基团的溶剂。比如尼龙6 是亲核的,要 选择甲酸、间甲酚等带亲电基团的溶剂;相反聚氯乙烯是亲电的,要选择环己酮等带亲核基 团的溶剂。 高分子和溶剂中常见的亲核或亲电基团,按其从强到弱顺序排列如下: 亲电基团:-SO3H, -COOH, -C6H4OH, =CHCN, =CHNO2, -CHCl2, =CHCl 亲核基团:-CH2NH2, -C6H4NH2, -CON(CH3)2, -CONH-, ≡PO4, -CH2COCH2-, -CH2OCOCH2-, -CH2OCH2-
Hexane(己烷)
0.06
Cyclohexane(环己烷)
0.10
Isooctane(异辛烷)
0.10
Trifluoroacetic acid(三氟乙 0.10
酸)
Trimethylpentane(三甲基戊 0.10
烷)
Cyclopentane(环戊烷)
0.20
n-heptane(庚烷)
0.20
Butyl chloride(丁基氯; 丁 1.00
喃)
Viscosity(cp20 ℃) -0.23 0.30 0.33 1.00 0.53 --
Boiling point(℃) 30 36 30-60 69 81 99 72
0.47
99
0.47
49
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0.46
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0.57
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0.97
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0.71
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0.59
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0.65
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分子(要注意对结晶的非极性高分子要加热到接近熔点才能溶)。
相近原则还可以进一步更准确化,即利用三维溶度参数的概念。 由三个分量组成,
即色散力分量、极性力分量和氢键力分量: 在以这三个分量组成的直角坐标系中,落入以聚合物的三维溶度参数为球心,以3 为 半径的所谓“溶度参数球”中的溶剂可以溶解该聚合物。
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solvent
polarity
i-pentane(戊烷)
0.00
n-pentane
0.00
Petroleum ether(石油醚) 0.01
非极性高分子与溶剂的 越接近,越易溶解。一般认为 主要可以用以下三种间接的方法求得:
<1.7~2 可以溶解。
(1)黏度法,使高分子溶液有最大特性黏数的溶剂的 对应于高分子的 。
(2)溶胀度法,将高分子适度交联后,达到平衡溶胀时有最大溶胀度的 为高分子
的 (3)浊度滴定法,将聚合物溶于某一溶剂中,然后用沉淀剂来滴定,直至溶液开始出
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220
Pyridine(吡啶)
5.30 0.97
115
305
Acetone(丙酮)
5.40 0.32
57
330
Nitromethane(硝基甲烷) 6.00 0.67
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380
Acetic acid(乙酸)
6.20 1.28
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Acetonitrile(乙腈)
6.20 0.37
82
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合物的的上、下限。 (4)基团加和法估算,以下是Small 等提出的摩尔基团加和法的计算式: = 式中: 是基团对的贡献, 为链节中该基团的数目, 为聚合物摩尔体积, 为链节摩尔质量。 也利用的加和性,可以计算混合溶剂或混合聚合物的。 混= 式中: 为体积分数。 对于不同高聚物,选择溶剂的规律不同,虽然有“相似相溶”的经验规律,但过于笼 统。更实用的是溶剂化原则或相近原则。前者适用于极性高分子,后者适用于非极性高 分子(要注意对结晶的非极性高分子要加热到接近熔点才能溶)。 相近原则还可以进一步更准确化,即利用三维溶度参数的概念。由三个分量组成, 即色散力分量、极性力分量和氢键力分量: 在以这三个分量组成的直角坐标系中,落入以聚合物的三维溶度参数为球心,以3 为 半径的所谓“溶度参数球”中的溶剂可以溶解该聚合物。
任何一种高分子材料都是靠分子间作用能使其大分子聚集在一起的,这种作用 能称为内聚能,单位体积的内聚能为内聚能密度(CED),内聚能密度的平方根定 义为溶解度参数。溶解度参数可作为选择溶剂的参考指标,对于非极性高分子 材料或极性不很强的高分子材料,当其溶解度参数与某一溶剂的溶解度参数相 等或相差不超过±1.5 时,该聚合物便可溶于此溶剂中,否则不溶。高聚物和溶 剂的溶解度参数可以测定或计算出来,单位为(卡/cm3)0.5。
溶剂δ(cal1/2 *cm-3/2) 溶剂δ(cal1/2 *cm-3/2)
溶剂选择的三条通用规律可以遵循。 1、极性相似原则。即极性相近的物质可以互溶。如汽车漆中极性比较高的氨基 漆一般选择极性比较高的丁醇等做溶剂。 2、溶剂化原则。溶剂化是指溶剂分子对溶质分子产生的相互作用,当作用力大 于溶质分子的内聚力时,便使溶质分子彼此分开而溶于溶剂中。如极性分子和聚 合物的极性基团相互吸引而产生溶剂化作用,使聚合物溶解。 3、溶解度参数原则。即如果溶剂的溶解度参数和聚合物的溶解度参数相近或相 等时,就能使这一聚合物溶解,应用此原则较易掌握,还可用于电子计算机进行 选择。
0.80
132
1.33
180
0.23
35
0.65
80
4.70
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84
2.95
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---
126
2.27
98
--
119
0.55
66
UV cutoff(nm) -210 210 210 210 210 --
215
210 200 220
273
265
231
220
285 290 -295
Aniline(苯胺)
6.30 4.40
184
--
Dimethyl formamide(二甲 6.40 0.92 基甲酰胺)
153
270
Methanol(甲醇)
6.60 0.60
Ethylene glycol(乙二醇) 6.90 19.90
65
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197
210
Dimethyl sulfoxide()
任何一种高分子材料都是靠分子间作用能使其大分子聚集在一起的,这种作用 能称为内聚能,单位体积的内聚能为内聚能密度(CED),内聚能密度的平方根定 义为溶解度参数。溶解度参数可作为选择溶剂的参考指标,对于非极性高分子 材料或极性不很强的高分子材料,当其溶解度参数与某一溶剂的溶解度参数相 等或相差不超过±1.5 时,该聚合物便可溶于此溶剂中,否则不溶。高聚物和溶 剂的溶解度参数可以测定或计算出来,单位为(卡/cm3)0.5。
溶剂化原则: 极性高分子溶解在极性溶剂中的过程,是极性溶剂分子(含亲电基团或亲核基团)和 高分子的(亲核或亲电)极性基团相互吸引产生溶剂化作用,使高分子溶解。溶剂化作用是 放热的。因而对于有这些基团的聚合物,要选择相反基团的溶剂。比如尼龙6 是亲核的,要 选择甲酸、间甲酚等带亲电基团的溶剂;相反聚氯乙烯是亲电的,要选择环己酮等带亲核基 团的溶剂。 高分子和溶剂中常见的亲核或亲电基团,按其从强到弱顺序排列如下: 亲电基团:-SO3H, -COOH, -C6H4OH, =CHCN, =CHNO2, -CHCl2, =CHCl 亲核基团:-CH2NH2, -C6H4NH2, -CON(CH3)2, -CONH-, ≡PO4, -CH2COCH2-, -CH2OCOCH2-, -CH2OCH2非极性高分子与溶剂的越接近,越易溶解。一般认为<1.7~2 可以溶解。 主要可以用以下三种间接的方法求得: (1)黏度法,使高分子溶液有最大特性黏数的溶剂的对应于高分子的。 (2)溶胀度法,将高分子适度交联后,达到平衡溶胀时有最大溶胀度的为高分子 的 (3)浊度滴定法,将聚合物溶于某一溶剂中,然后用沉淀剂来滴定,直至溶液开始出 现混浊为终点。此时的混合溶剂的即为该聚合物的。分别用两种沉淀剂滴定,定出聚
酰氯)
Trichloroethylene(三氯乙 1.00
烯; 乙炔化三氯)
Carbon tetrachloride( 四 氯 1.60
化碳)
Trichlorotrifluoroethane(三 1.90
氯三氟代乙烷)
i-propyl ether(丙基醚; 丙 2.40
醚)
Toluene(甲苯)
2.40
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溶剂选择的三条通用规律可以遵循。 1、极性相似原则。即极性相近的物质可以互溶。如汽车漆中极性比较高的氨基 漆一般选择极性比较高的丁醇等做溶剂。 2、溶剂化原则。溶剂化是指溶剂分子对溶质分子产生的相互作用,当作用力大 于溶质分子的内聚力时,便使溶质分子彼此分开而溶于溶剂中。如极性分子和聚 合物的极性基团相互吸引而产生溶剂化作用,使聚合物溶解。 3、溶解度参数原则。即如果溶剂的溶解度参数和聚合物的溶解度参数相近或相 等时,就能使这一聚合物溶解,应用此原则较易掌握,还可用于电子计算机进行 选择。
220 280 220 245
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210 254
210 330 220
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ethanol
4.30 1.20
常用溶剂的溶解度参数值
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79
210
Ethyl acetate 乙酸乙酯
4.30 0.45
77
260
i-propanol(丙醇) Chloroform(氯仿)
4.30 2.37 4.40 0.57
82
210
61
245
Methyl ethyl ketone(甲基乙 4.50 0.43 基酮)
80
330
Dioxane( 二 恶 烷 ; 二 氧 六 4.80 1.54 环; 二氧杂环己烷)
现混浊为终点。此时的混合溶剂的 即为该聚合物的 。分别用两种沉淀剂滴定,定出聚
合物的的 上、下限。 (4)基团加和法估算,以下是Small 等提出的摩尔基团加和法的计算式:
=
式中: 是基团对 的贡献, 为链节中该基团的数目, 为聚合物摩尔体积, 为链节摩尔质量。
也利用 的加和性,可以计算混合溶剂或混合聚合物的 。