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塑料的耐溶剂性

2017-01-24 15:37:39

所谓极性相似原则,简单的说,就是非极性聚合物能溶于非极性溶剂。而极性聚合物能溶于极性溶剂。例如,聚丙烯是非极性结晶塑料加工聚合物,它对极性溶剂如醇、胺、醛、酮类和大多数羧酸稳定。但对非极性的脂肪烃有不同程度的溶胀,如果温度升高,结晶相破坏,一些非极性溶剂能将聚丙烯溶解。
 
塑料抵抗溶剂引起的溶胀、溶解、龟裂或形变的能力称为耐溶剂性。塑料接触化学溶剂,不管是长期的还是短期的,都需要考虑塑料制品对溶剂侵蚀的耐受能力。化学溶剂是一个大类,涉及的类型和品种非常之多。比较常见的是醇、酮、醚、酯、脂肪烃、芳香烃、卤代烃等。众所周知,塑料也是一个多品种材料。因此,不同品种的塑料与不同品种的溶剂,相互之间可能发生什么样的反应,是一个比较复杂的问题。
 塑料加工
用溶剂溶解聚合物可以配制溶剂型粘合剂,被溶解的聚合物可以在溶剂挥发之后,与被站固体聚合物粘接在一起。但从耐腐蚀的角度,溶解显然是最不希望的。决定聚合物和溶剂化学行为的主要因素还是两种不同属性的分子之间能否相互产生作用。极性相似原则,根据偶极矩的大小,聚合物有非极性、弱极性、中等极性和强极性的区别。对应的溶剂也有非极性和极性的区别。
 
 
如果不考虑应力作用,聚合物的溶剂接触时,在一般情况下,溶剂对聚合物的侵蚀,除少数会发生化学变化之外,主要引起的是一种物理变化。其表现形式可能仅仅是聚合物的溶胀,也可能由溶胀逐步发展到聚合物的溶解。溶胀和溶解是溶剂削弱聚合物分子间作用力的结果,其过程适于溶剂对聚合物的渗透和扩散。
 
由于溶剂分子不断进入聚合物分子链之间的自由空间,使分子链之间的距离拉开,引起聚合物体积膨胀,这就是溶剂渗透引起的溶胀。尺寸和重量变化不大的溶胀,可能还不至于损害使用情况。溶剂渗透的难易,与聚合物分子链之间作用力的强弱有关。呈交联结构的热塑性塑料和热固性塑料,在溶剂的作用下,至多只能发生有限的溶胀。
 
耐酸碱性最好的是聚四氟乙烯,他能在高温下耐各种腐蚀介质的侵蚀,有塑料王之称,缺点是塑料加工困难、价格也比较贵。其他氟塑料,耐腐蚀性不如聚四氯乙烯,但在诸多塑料品种中也属佼佼者。耐腐蚀性好的塑料还有聚苯硫醚、聚醚醚酮,通用塑料中耐腐蚀性好的是聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯。
 
结晶性聚合物由于结晶区分子排列紧密,溶剂渗透困难,通常只能进入结晶性聚合物的无定形区,引起有限的溶胀;而不定形聚合物因分子间作用力弱,渗透相对容易。因此,作为一般规则,无定形聚合物耐溶剂性要差一些。如果溶剂分子与聚合物分子之间有较好的亲和力,最终能形成均相的溶液,这就是溶解。
 
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