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    1. 聚焦新聞

      橡膠定制難題需這樣解決

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      橡膠的溶脹和溶劑的關系

                實驗證明,橡膠的溶脹與溶劑的特性有關。表4-5列出室溫下,天然橡膠在各種溶劑中的最大溶脹。


               此外,同一溶劑對不同橡膠的溶脹也不同,如表4-6所示。


               根據溶劑對某種高聚物溶解能力的好壞分為良溶劑或不良溶劑。所謂良溶劑就是溶劑分子與高聚物分子鏈段間有很大的吸引(即發生溶劑化作用),大大超過鏈段間的內聚力,使卷曲的分子鏈松散開來,末端距離增大。在不良溶劑中,溶劑分子和高聚物鏈段間相互作用力減小,鏈段間的內聚力使卷曲的分子鏈緊鎖。因此,在不良溶劑中,高聚物分子呈卷曲狀,圖4-19為橡膠分子在良溶劑與不良溶劑中的形態示意圖。圖4-20更詳細地描述了高聚物在稀溶液中的分子形態。線型高聚物分子在溶劑中構成線團膠粒,這些線團膠粒在溶劑中有三種運動形式:位移(布朗運動),轉動和線團內部的運動。線團內部的鏈段由于分子內旋轉而不斷運動,當兩個鏈段靠近時,范德華引力使它們締合。我們可把這樣的締合看作是次價鍵締合,但溶劑的溶劑化作用可以使締合解脫,由于締合和解脫在不停地交替進行,所以各次價鍵的位置也不固定,在線團所包括的體積內,可以把溶劑看作是和線團結合在一起而構成的一個線團膠粒實體,溶劑對分子鏈的作用力影響線團的形狀和尺寸。在良溶劑中,次價鍵減弱,線團擴張,線團體積增大,致使高聚物的特性粘度增大。因此,以一定數量的高聚物分別測定在不同溶劑中的粘度,可以簡單地鑒別溶劑對高聚物的溶解特性,判定是否是良好溶劑的簡便方法。


                根據低分子的溶解規律,曾經為高聚物溶劑提出所謂“極性相近”的原則,即認為與溶劑極性相近的高聚物容易溶解于該溶劑中,而且對于交聯的高聚物(例如硫化膠)提供較大的溶脹。例如極性小的天然橡膠,聚苯乙烯等溶解于極性很弱的溶劑苯,甲苯中,而且這些高聚物的最大溶脹數值也很大。極性較強的聚丙烯腈溶解于極性較強的二甲基甲酰胺。“極性相近”的原則雖然對選擇高聚物溶劑有一定指導意義,但過于籠統,理論上缺乏嚴格的依據,同時也有一些例外。后來又提出“內聚能密度相近“的原則,所謂內聚能密度是單位體積內液體的克分子氣化熱。根據溶劑液體在不同溫度下的蒸氣壓可以求得一般溶劑的內聚能密度。而橡膠等高聚物可根據在不同內聚能密度的溶劑中對應的最大溶脹有最大值或最大粘度,求得它們的內聚能密度。習慣上把液體的內聚能密度的平方根定義為溶解度參數o,其定義可用下式表示:

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