[科普中國(guó)]-溶劑相互作用參數(shù)

溶劑相互作用參數(shù)（solventinteraction parameter）又稱Huggins參數(shù)。反映高分子與溶劑混合時(shí)相互作用能的變化的參數(shù)。以χ表示。按Flory-Huggins高分子溶液理論，χ=(Z-2)Δε12/kT，式中Δε12為一對(duì)鏈段-溶劑分子相互作用時(shí)的能量變化，Z為假定晶格的配位數(shù)，k位Boltzmann常數(shù)，T為絕對(duì)溫度。1

溶劑相互作用參數(shù)意義聚合物溶劑相互作用參數(shù)，它反映聚合物分子與溶劑混合過(guò)程中相互作用能的變化，用χ表示。從聚合物溶液熱力學(xué)理論進(jìn)行推導(dǎo)可知，聚合物溶劑作用參數(shù)χ的數(shù)值可以作為溶劑優(yōu)劣的半定量判據(jù)。

如果χ大于0.5，聚合物一般不能溶解；如果χ小于0.5，聚合物能夠溶解，小得越多，溶劑的溶解能力越好。因此為值可作為判定聚合物一溶劑體系是否互溶的依據(jù)。

對(duì)聚合物的溶劑選擇，目前尚無(wú)統(tǒng)一的規(guī)律可循，所以遇到這類問(wèn)題時(shí)，要具體分析聚合物是晶態(tài)的還是非晶態(tài)的，是極性的還是非極性的，是柔性鏈還是剛性鏈，相對(duì)分子質(zhì)量大還是相對(duì)分子質(zhì)量小等，然后試用上述經(jīng)驗(yàn)規(guī)律選擇溶劑并通過(guò)實(shí)驗(yàn)確定溶劑的種類。2

溶相互作用參數(shù)對(duì)微觀結(jié)構(gòu)的影響石蠟油體系：石蠟油為一種多鏈長(zhǎng)烷烴 的混合物，其分子量分布為一個(gè)范圍，分子中 所含的 C 原子數(shù)從 18 到 38 不等。其與 UHMW-PE 的相互作用參數(shù)在三者中最小， 由于石蠟油結(jié)晶溫度在室溫以下，常溫下是 液體，因此在結(jié)晶固化過(guò)程中有其特殊的性 質(zhì)，并對(duì)最終微觀結(jié)構(gòu)產(chǎn)生影響。該體系固 液相分離所形成的具體微觀結(jié)構(gòu)已經(jīng)在前面 的研究中有詳細(xì)論述。

石蠟體系：石蠟也是烷烴的混合物，其與 UHMW-PE 相互作用參數(shù)介于另外二者之 間，即表明與 UHMW-PE 的相容性較差，但 由于石蠟的結(jié)晶溫度在室溫以上，因此體系 固化過(guò)程中石蠟的結(jié)晶將對(duì) UHMW-PE 的 結(jié)晶過(guò)程產(chǎn)生影響，形成特殊的微觀結(jié)構(gòu)，如下圖。

聚乙烯蠟體系：聚乙烯蠟是由聚乙烯熱分解而形成的，其與 UHMW-PE 的相互作用參數(shù)最大，相容性也最差，二者形成的微觀結(jié)構(gòu)如圖下圖。

從上述電鏡照片及結(jié)合前面的研究可以看出，固液相分離中 UHMW-PE 與石蠟油所 形成的表面茸毛的結(jié)構(gòu)、UHMW-PE 與石蠟形成的典型的球晶結(jié)構(gòu)及 UHMW-PE 與聚 乙烯蠟所形成的棒狀晶體結(jié)構(gòu)有很大差別。 UHMW-PE 與石蠟所產(chǎn)生的球晶結(jié)構(gòu) 是由于相容性比較差，因此在較高溫度即發(fā)生相分離，UHMW-PE 在體系中成核并生長(zhǎng)成大量球晶，而此時(shí)呈液態(tài)的石蠟大部分被 擠到球晶之間形成晶界，另外一部分則存在 于 UHMW-PE 球晶內(nèi)部，但這部分量很少， 因?yàn)橥ㄟ^(guò)刻蝕發(fā)現(xiàn)球晶內(nèi)部基本上致密，沒(méi)有明顯的微孔結(jié)構(gòu)。3

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李勇 - 副教授 - 西南大學(xué)