基本簡介
熱固性樹脂需加入稀釋劑來降低它的粘度而便于進(jìn)一步加工,這些稀釋劑實(shí)際上都是比樹脂便宜的有機(jī)溶劑,因此也起降低加工成本的致廉作用。例如,環(huán)氧樹脂常加的非活性稀釋劑有丙酮、甲乙酮、環(huán)己酮、苯、甲苯、二甲苯、正丁醇、苯乙烯等。對(duì)熱塑性樹脂來說,加入溶劑的目的主要是工藝上的要求,因溶劑的加入可作為降低聚合物粘度的臨時(shí)措施,以便把聚合物加工成制品——如合適的溶劑可以溶接聚合物而起粘合作用、聚合物的溶液可作涂料用、濕法紡絲也要加入溶劑才行。
但聚合物的溶解特性與小分子化合物有很大差別:蔗糖這類低分子量結(jié)晶物存在一個(gè)溶解極限——以每升溶劑中的可溶蔗糖克數(shù)表示;但對(duì)無定型聚合物而言,它的溶解性通常不存在極限,即它可與溶劑以任何比例相溶。
聚合物溶解的實(shí)質(zhì)可理解為聚合物分子鏈段間由熱運(yùn)動(dòng)所致的“孔隙”立即為更易活動(dòng)的溶劑分子所占據(jù),這個(gè)過程能繼續(xù)到所有的聚合物分子被相互間隔而成為“溶液”。溶解聚合物的過程也可看成是一種受控的擴(kuò)散過程,有時(shí)認(rèn)定性的概念看可以說是聚合物溶解了溶劑而不是相反。
如果聚合物分子是交聯(lián)的,則鏈段的運(yùn)動(dòng)受到限制,一種輕度交聯(lián)的聚合物會(huì)溶脹或稍溶于溶劑,直到滲透力或擴(kuò)散力為聚合物伸展著的分子的彈性收縮力所平衡,但它不會(huì)溶解成為一種易動(dòng)的溶液。高度交聯(lián)的聚合物不會(huì)發(fā)生鏈段運(yùn)動(dòng),也不會(huì)吸收這種液體,故不可能溶脹或部分溶解。對(duì)可溶聚合物通常存在臨界的溶解溫度,低于該溫度體系被分隔成兩相:不溶性的溶脹聚合物和幾乎是純的溶劑。
聚合物溶劑中??杉尤攵嗔康姆侨軇┒怀恋沓鼍酆衔?。事頭上加入這些非溶劑可改善溶解性,它們常被稱為潛溶劑。往往存在這樣的情況:二種非溶劑的混合物卻是某聚合物的良溶劑,如硝酸纖維素的溶劑是醚—醇混合物,而相反的情況也存在,如醋酸纖維可分別溶解于苯胺或強(qiáng)酸,但不溶于它們的混合物。
增加粉狀聚合物溶解速度的最有用辦法:一是先把粉狀料懸浮于非溶劑中,然后再加入真溶劑,這種操作過程可預(yù)防聚合物顆粒之間的結(jié)聚;二是用加熱來加速溶解速度。
粘合應(yīng)用
稀釋劑是一種用于降低膠粘劑黏度,使膠粘劑有好的浸透力,改進(jìn)工藝性能,有些能降低膠粘劑的活性,從而延長膠粘劑的使用期的化合物。為了便于涂膠常采用稀釋劑來溶解黏料并調(diào)節(jié)所需要的黏度。
稀釋劑可分非活性稀釋劑和活性稀釋劑兩種。
①非活性稀釋劑這種稀釋劑的分子中不含有活性基團(tuán),大都是惰性溶劑,如乙醇、丙酮、甲苯等。在稀釋過程中不參加反應(yīng),它只是共混于樹脂之中并起到降低黏度的目的。除了起到稀釋作用之外,對(duì)機(jī)械性能、熱變形溫度、耐介質(zhì)及老化破壞等都有影響。應(yīng)考慮到溶劑的揮發(fā)速度,若揮發(fā)速度太快,膠層表面易結(jié)成膜,妨礙膠層內(nèi)部溶劑的逸出。導(dǎo)致膠層中產(chǎn)生氣泡;若揮發(fā)速度太慢,則在膠層內(nèi)留有溶劑,從而會(huì)影響膠接強(qiáng)度。通常采用幾種不同沸點(diǎn)的溶劑相混來調(diào)節(jié)揮發(fā)速度。它多用于橡膠型膠粘劑、酚醛型膠粘劑、聚酯型膠粘劑和環(huán)氧膠粘劑等。
②活性稀釋劑活性稀釋劑是分子中含有活性基團(tuán)的稀釋劑。它在稀釋膠粘劑的過程中要參加反應(yīng),同時(shí)還能起增韌作用(如在環(huán)氧型膠粘劑中加入甘油環(huán)氧樹脂或環(huán)氧丙烷丁基醚等就能起增韌作用)。
活性稀釋劑多用于環(huán)氧型膠粘劑中,其他類型使用較少。