溶解度参数

胶粘剂和被粘体的亲和性(或相容性)与粘接性有着密切的关系，高分子物质之间互溶或互相扩散必须具备一定的条件。首先是热力学的可能性问题，一个过程只有在体系的自由能降低的情况下才有可能进行，体系自由能的变化可用下式表示：

△F=△H－T△S

式中 △F——自由能的变化

△H——热焓的变化

△S——熵的变化

T——绝对温度

若△F≤0，这个过程可能发生；若△F≥0，这个过程不可能自发进行。溶解过程中体系的熵值是增大的，若△H为负值，或者△H≤T△S，则△F≤0可以满足。

两组分都是高分子时，△H为负值，仅是像硝化纤维素和聚醋酸乙烯或聚甲基丙烯酸甲酯的组合、丁腈橡胶和PVC的组合那样，分子间为强极性结合或氢键结合和当分子间力弱的情况，根据Hildebrand给予下式：

式中v——混合体系的全体积

γγ——成分1、2的体积分率

δδ——各成分的溶解度参数

从式中得知：△H通常为正值，当δ=δ时，△H值最小，此时△F≤0的可能性存在，两相相容，粘接也好，δ或SP称为溶解度参数。在绝大多数情况下不同种类的高分子是不能互溶的。

SP作为表示物质的相容性的参数是重要的，但例外的情况也不少。SP可作为某些聚合物选择活性溶剂、增塑剂或具有相容性的其它聚合物，以及选择优良粘接性能的胶粘剂时的依据之一。例如图1－4表示用各种不同δ值的胶粘剂粘接聚酯薄膜的剥离强度。

图1－4 相容性和粘接的关系(聚酯／胶粘剂／聚酯)

♂=凝集破坏

*剥离强度lbf／in=4．45N／2。5mm。

由图可知第1～10号胶粘剂虽然都能完全浸润聚酯薄膜，但粘接强度不高，聚酯的溶解度参数是，只有溶解度参数和聚酯接近的第11～13号胶粘剂(δ=10～11之间)才能产生很高的粘接强度，剥离时聚酯薄膜本身发生破坏。测定聚酯薄膜粘接后的剥离强度所使用的胶粘剂如表1－2所示。

表1－2 测试聚酯薄膜剥离强度使用的胶粘剂

SP用内聚能密度(CED)的平方根表示。内聚能密度、表面张力都是分子间力和极性大小的表示。即SP大，极性大。SP和r之间有如图1－5所示那样的直线关系。这种相互关系，从低能量的氟树脂到高能量的聚酰胺树脂，对表示聚合物的表面性质和内部性能都是非常重要的。表1－3列出了部分聚合物的SP值。

图1－5 的关

表1－3 聚合物的溶解度参数δ值

注；1cal=4．1868J