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耐溶劑性
鎖定
耐溶劑性是指高分子聚合物抵抗溶劑引起的溶脹,溶解,龜裂或形變的能力。
- 中文名
- 耐溶劑性
- 外文名
- solvent resistance
耐溶劑性概述
耐溶劑性,solvent resistance,是指高分子聚合物抵抗溶劑引起的溶脹、溶解、龜裂或形變的能力。是塑料、橡膠製品的一項物理性能指標。耐溶劑性的大小是將高分子聚合物試片在一定條件下浸漬在溶劑中,經一段時間後由其質量變化率或機械性能變化來衡量
[1]
。浸漬前後的質量變化或物理性能變化越小,其耐溶劑性越好。耐溶劑性的好壞能表示出高分子聚合物所具有的機械性能。
耐溶劑性原理
在有機溶劑中,聚合物由於相似相溶原理而產生溶解現象,表現為兩個過程
[2]
:
(1)溶劑向聚合物的擴散;
(2)聚合物鏈的解離,從而導致其表面結構發生變化。
從熱力學角度分析,當小分子進入高分子網絡中時,增大了高分子鏈段間距離,減弱了鏈段的纏繞作用,增強了其運動性,引起體系的體積變化。當大量低分子溶劑進入緻密高分子材料內部時,高分子材料本身將發生“溶脹”和“溶解”現象,以至破壞原有的結構形態,產生龜裂或形變,影響其性能。
耐溶劑性測定標準
根據“GB/T 11547-2008 塑料 耐液體化學試劑性能的測定”規定
[3]
,耐溶劑性測試方法如下:
在規定的温度和規定的時間條件下,將試樣完全浸泡在測試液體中。
a) 浸泡後或浸泡乾燥後,立即測定試樣在質量、尺寸和外觀上的變化;
b) 浸泡後或浸泡乾燥後,立即測定試樣物理性能的變化(力學性能、熱性能、光學性能等);
c) 液體吸收量。
耐溶劑性影響因素
材料的耐溶劑性與其的結晶程度密切相關
[4]
。由於晶態聚合物的分子鏈排列趨於規整和緻密,分子間作用力很強,不僅限制了分子鏈的運動,而且使溶劑分子難以滲透,高分子聚合物的耐溶劑性隨着結晶程度的提高而增強。
對高分子材料進行交聯化處理,在聚合物中引入交聯網狀立體結構可以提高材料的耐溶劑性
[6]
。
耐溶劑性耐溶劑橡膠
所有橡膠中,氟橡膠的耐溶劑性最好,其次為丙烯酸酯橡膠、氯丁橡膠、丁腈橡膠等。氟橡膠,尤其是全氟醚橡膠和羧基亞硝基氟橡膠有超乎尋常的耐溶劑性。而耐溶劑較好的硅橡膠是在生膠分子側鏈上引入極性基團的硅橡膠。例如,三氟丙基硅橡膠的耐溶劑性可與氟橡膠相匹敵。此外還可以向硅橡膠中添加聚四氟乙烯粉、碳酸鈣等來改善其耐溶劑性
[7]
。
耐溶劑性耐溶劑納濾膜
納濾膜
[8]
是介於反滲透和超濾膜之間的一種壓力驅動的新型分離膜。納濾膜的操作壓力較低,對一、二價離子有不同選擇性,對小分子有機物有較高的截留性等特點,使其在水處理、紡織印染、造紙、食品、醫藥、石化和生化等領域有着廣泛的應用。納濾過程主要是集中在水溶液體系,而實際的工業流程涉及的多是有機溶劑體系,所以必須解決膜的耐溶劑問題。方法一是採用具有良好的耐溶劑性的無機膜,二是通過改性製得耐溶劑性良好的有機納濾膜。適於製備耐溶劑納濾膜的聚合物材料,其本身就必須具備良好的耐溶劑性,如聚酰亞胺、硅橡膠、聚丙烯腈、聚磷腈、聚亞胺酯以及其他交聯聚合物等。已商品化的耐溶劑納濾膜,主要有KOCH公司的MPF系列膜,膜材質為硅橡膠;W.R.Grace公司的STARMEM系列膜,膜材質為聚酰亞胺;以及Osmonics公司的Desal-DK膜,膜材質為聚酰亞胺。
- 參考資料
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- 1. 王箴.化工辭典.北京:化學工業出版社,2010
- 2. 吳法東,周勇,高從堦.耐溶劑高分子納濾膜研究進展[J].水處理技術,2010,36(12):1
- 3. GB/T 11547-2008,塑料 耐液體化學試劑性能的測定[S].北京:中國標準出版社,2008.
- 4. 張鵬.聚醚醚酮雙重熔融行為、耐溶劑性及溶劑誘導結晶的研究[D].吉林:吉林大學,2011.
- 5. 肖煥秀.有機硅微乳液製備及其對天然橡膠表面耐溶劑改性的研究[D].海南:海南大學,2008.
- 6. SchmidtM,PeinemannKV,ScharnaglN,etal.Strahlenchemisch modifizierte Silikonkompositmembran für die Ultrafiltration:DE19 507 584[P].1996-9-12.
- 7. 趙旭濤,劉大華等.合成橡膠工業手冊第二版[M].北京:化學工業出版社,2006.
- 8. 衞旺,相里粉娟,金萬勤等. 耐溶劑納濾膜[J].化學進展,2007,19(10):1592-1594.
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