聚合物的溶解度参数怎么算？除了把握相容性外还有这些意义！

聚合物的溶解度参数怎么算？除了把握相容性外还有这些意义！

溶解度参数是衡量液体材料（包括橡胶）相溶性的重要物理常数，其物理意义是材料内聚能密度的开平方。掌握溶解度参数对于材料科学、化学工程等领域具有重要意义。本文将详细介绍溶解度参数的计算方法及其在实际应用中的重要作用。

为什么要了解溶解度？

掌握溶解度参数，就是掌握了不同聚合物之间的相容程度，为能否成功并用提供依据。两种高分子材料的溶解度参数越相近，则共混效果越好。如果两者的差值超过了0.5，则一般难以共混均匀，需要增加增溶剂才可以。增溶剂的作用是降低两相的表面张力，使得界面处的表面被激化，从而提高相容的程度。增溶剂往往是一种聚合物，起到桥梁中介的作用。

另外，在设计配方的时候，为某种胶选择液态助剂的时候也必须考虑双方的SP是否接近，以保证各组分分散均匀。

溶解度参数如何计算？

试验与估算法

对纯净而非挥发性液体来说，滴重试验是迅速确定其溶解度参数的重要途径之一。具体方法是：称量10-20滴被测液体，求出每滴平均质量。另取2种已知溶解度参数的非挥发性液体作参照，算出未知液体的溶解度参数。该方法有良好的重复性，测定时保持恒温有助于提高结果的准确性。

基团贡献计算法

Fedors R F根据物质蒸发能的基团贡献值和基团摩尔体积，建立了用基团贡献值估算物质溶解度参数的方法，只要知道有机物的结构式而不需要任何其它试验数据，利用有限个数的基团贡献值就可估算（理论上）有机物的溶解度参数。

其他方法

基团贡献计算法在计算过程中涉及到大量的数据计算和处理过程，引入计算机模拟可在一定程度上简化计算过程。分子动力学模拟是研究非氢键溶剂溶解度参数的可靠方法，可以延伸至非氢键高分子溶液的溶解性研究。

溶解度参数可以应用在哪？

聚合物间的相容性预测

一般来说，聚合物是高相对分子质量材料，相容性好的聚合物/聚合物共混物是很少见的。当两个聚合物共混时，通常会发生相分离，产生明显的界面，各自具有自己的玻璃化温度，这些不相容的共混物通常物理性能较差。利用三维溶解度参数方法预测和改善聚合物共混物的相容性，是聚合物共混研究的重要发展方向。

其他参数计算

溶解度参数是分子间作用力大小的一种量度，与物质的其它热力学参数有着密切关系，这些关联与经验式在化工分离和气液平衡的计算等化工设计中有广泛应用，例如：在Scatchard-Hildebrand和Flory-Huggins溶液模型中溶解度参数可用来计算体系的气液平衡数据，是萃取、重结晶等化工分离过程中选择溶剂的重要依据。溶解度参数还可用来计算表面活性剂的亲水亲油平衡值（HLB值），它是对其亲水、亲油（疏水）相对强度的定量描述。

助剂选择

在橡塑和涂料工业中，溶解度参数被广泛用于解决实际问题。一方面依据溶解度参数可选择增塑剂、透明剂和其它添加剂，起到改善产品性能的作用；另一方面有助于设计人员在试验过程中选用适宜包装和施工材料，防止因产品与包装材料的溶解度参数相近而导致破坏。