聚乙烯吡咯烷酮PVP的溶解性
由于PVP分子中既有亲水基团,又有亲油基团,所以可以与许多溶剂相互作用使其既能溶于水,又能溶解于许多醇、羧酸、胺、卤代烃等有机溶剂中。PVP在水中的溶解度仅受它自身粘度的限制。在室温下能溶解超过10%以上PVP的有机溶剂举例如下:
· 醇类 甲醇、乙醇、丙醇、异丙醇、丁醇、异丁醇、戊醇、环己醇、甲基环己醇、苯酚、乙二醇、丙二醇、丁二醇、甘油、二***醇
· 酸类 甲酸、醋酸、丙酸
· 醚-醇类 乙二醇醚、二甘醇、三甘醇、1,6-己二醇、聚乙二醇400、2,2'-硫代二乙醇
· 内酯类 γ-丁内酯
· 酯类 乳酸乙酯
· 酮类 甲基环己酮、环己酮(热)
· 含氯烃类 二氯甲烷、氯仿、1,2-二氯乙烷
· 内酰胺类 2-吡咯烷酮、N-甲基吡咯烷酮、N-乙烯基吡咯烷酮、N-乙基吡咯烷酮
· 胺类 丁胺、环己胺、苯胺、乙二胺、吡啶、吗啉、乙醇胺、二乙醇胺、三乙醇胺、氨乙基乙醇胺、2-羟乙基吗啉、2-氨基-2-甲基丙醇
· 硝基烃类 硝基甲烷、硝基乙烷
· 烃类 苯、禁发 甲苯、二禁发 甲苯、石油、醚、四氢苯、戊烷、干洗溶剂油*、煤油*、溶剂油、矿物油、环己烷、甲基环己烷、松节油
· 醚类 二氧六环、二**、二甲醚、乙基乙烯基醚、异丁基乙烯基醚、四氢呋喃
· 含氯类 四氯化碳、氯苯
· 酮类 ***、2-丁酮、环己酮
· 酯类 醋酸乙酯、醋酸异丁酯
*当以25%丁醇作为助溶剂,PVP溶解度可超过5%。
从上述PVP的溶解性能可知,一般它溶于有较强极性的溶剂,而不溶于较弱极性的溶剂。但是当PVP不含水时(这是很困难的),它可溶于二氧六环、***、禁发 甲苯等弱极性溶剂;而当有助溶剂存在时,则可溶于烃类等非极性溶剂,又如,PVP可直接溶于某些含有-CHX2基团的推进剂中,如F21(二氯-氟甲烷)、F22(一氯二氟甲烷),也可用20-30%乙醇作为助溶剂溶于F11(三氯-氟甲烷)、F12(二氯二氟甲烷),F113(1,1,2-三氯-1,2,2-三氟乙烷),F114(1,2-二氯-1,1,2,2-四氟乙烷),F142(1-氯-1,1-二氟乙烷)。
PVPKl5和PVPK30在水、乙醇、己烷中的溶解度比较如表5。
表5 PVPK15和PVPK30在不同溶剂中溶解度(mg/ml)
溶剂
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水
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乙醇
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己烷
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PVPKl5
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1000
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1000
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0.012
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PVPK30
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1000
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1000
|
0.010
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国外的研究人员对PVP水溶液和非水溶液的各种性能分别作了研究。Nomura和Miyahara报导了PVP稀溶液的比体积V0在5~55℃范围内与温度成明显线性关系。温度系数为9.5d4/℃,去掉各种偏差较大点,可得PVP稀溶液在25℃的有效密度为1.264±0.016gcm-3。
Henstenberg,Levy,Elias等人对PVP水溶液的比折光指数作测定。在20~25℃,波长为436nm,546nm,589nm时测得的比折光指数增量(specific refractive index increment)为0.179±0.007cm3g-1。 将PVP溶解在NaCl水溶液中,(0.2M或2M),其行为特性如粘度等与PVP水溶液仅有细微差别,这是PVP区别与其它大多数聚合物的优异特性。
Fikentscher和Herrle对PVP在混合溶剂中的溶解性作了研究,研究表明在水/二氯甲烷混合溶剂中,PVP几乎全部进入水相,这与单体NVP的情况正好相反; NVP在这个二元溶剂体系中几乎全部进入二氯甲烷相。Dobry还研究了四个两相混合溶剂体系中PVP的分配情况。对水/戊醇体系,PVP完全进入水相,而对水/苯酚体系,则PVP更倾向于进入苯酚相,分配系数为10。在丙三醇/异戊醇中,PVP完全进入丙三醇相。PVP/***/水的三相图如图10,图ll所示。从相图可知,由于***对PVP几乎不溶,所以当在PVP的水溶液中加入大量的***,则部分PVP会随***沉淀,形成两相。三相共溶点的位置随着K值的减小而趋向***比例增大的方向。也就是说,对于某一分子量分布的PVP聚合物而言,当向其水溶液加入***时,首先沉淀进入***相的是分子量较大的部分。因此可采用分级沉淀的方法分离不同分子量的PVP。同样的理由,可向PVP水溶液中滴定***来测定样品的K值,K值越小,出现浑浊时所需的***量越大。