EnglishDịch vụ paint voyager Dịch vụ ct thinner
Ghi chú quan trọng
Giá trị SP là một tham số liên quan đến năng lượng gắn kết giữa các phân tử chất lỏng. Các dung môi có giá trị SP tương tự trộn tốt, và các polymer hòa tan tốt trong các dung môi có giá trị SP gần với giá trị SP của chúng.
1. Thông số hòa tan (SP) là gì?
Dung môi cần được sử dụng để hoà tan hợp chất nhựa kết dính, và trong ngành sơn, thường là sự kết hợp của các dung môi khác nhau. Thông số hòa tan (SP) có vai trò quan trọng để xác định liệu một dung môi có thể hoà tan các chất có phân tử khối cao hay không, và liệu các dung môi có thể pha trộn với nhau tốt hay không. Các dung môi có giá trị SP tương đương nhau thường được coi là có thể pha trộn tốt và giúp quá trình hoà tan diễn ra dễ dàng.
2. Định nghĩa thông số hòa tan (SP value)
Thông số hòa tan SP là một giá trị được xác định cho mỗi dung môi (dạng lỏng), là thông số cần thiết để một chất lỏng duy trì ở trạng thái lỏng, để làm được điều đó cần một lực hút giữa các phân tử chất lỏng. Nếu không có lực hút này, chất lỏng sẽ chuyển thành chất khí. Lực hút này xuất phát từ cái mà chúng ta gọi là năng lượng gắn kết (ΔE), thường được biểu thị dưới dạng năng lượng trên mỗi mol. Bởi vì các dung môi có phân tử khối và mật độ phân tử khác nhau nên rất khó để so sánh lực liên kết này một cách trực tiếp. Để áp dụng được thông số này với bất kỳ dung môi nào, chúng ta chuyển đổi năng lượng thành năng lượng trên đơn vị thể tích bằng cách sử dụng thể tích của một mol, được gọi là thể tích mol (Vm). Khi này, ΔE/Vm là năng lượng gắn kết trên một đơn vị thể tích của bất kỳ loại dung môi nào, được gọi là mật độ năng lượng gắn kết. Giá trị SP là căn bậc hai của mật độ năng lượng này và công thức có dạng như sau: δ = √(ΔE/Vm). Chúng ta sử dụng căn bậc hai nhằm làm cho lượng năng lượng cần thiết để thay đổi từ tương tác giữa các phân tử tương tự sang các phân tử khác nhau khớp với năng lượng trước khi được biến đổi.
3. Giá trị SP khi trộn hoặc không trộn hai hay nhiều dung môi với nhau.
Sự thay đổi năng lượng gắn kết (ΔEmix) trong quá trình trộn hai dung môi (1 và 2) sử dụng giá trị SP được biểu thị bằng công thức sau. Φ biểu thị phần thể tích trong quá trình trộn, trong đó Φ1 + Φ2 = 1.
ΔEmix = Φ1Φ2(δ1-δ2)²
Công thức này cho thấy ΔEmix luôn là một giá trị dương, nghĩa là năng lượng tăng lên. Do đó, khái niệm SP chỉ áp dụng cho các dung môi có tương tác hấp thụ nhiệt, điều này tạo ra một số hạn chế, nhưng nó hoạt động khá hiệu quả trong nhiều loại dung môi hữu cơ. Quá trình tương tác hấp thụ nhiệt là một hiện tượng làm tăng entropy (sự rối loạn) giữa các thành bên trong dung môi và làm lợi cho chính dung môi đó.
Mặt khác, sự gia tăng năng lượng gắn kết cũng có những bất lợi. Vì vậy, việc quyết định pha trộn nhiều dung môi hay không được quyết định bởi sự cân bằng giữa các yếu tố này. Việc pha trộn sẽ tốt khi ΔEmix nhỏ, điều này xảy ra khi giá trị trong ngoặc đơn nhỏ. Nói cách khác, giá trị SP của hai dung môi càng gần nhau nghĩa là Φ1 và Φ2 của hai dung môi càng nhỏ nhau thì ΔEmix càng nhỏ và có thể nói, “Giá trị SP càng gần nhau thì khả năng trộn càng tốt.” Mặc dù giá trị SP của polyme không thể đo lường trực tiếp nhưng có thể ước tính dựa trên độ hòa tan trong dung môi có giá trị SP đã biết.