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加氢石油树脂的溶解度参数与极性溶剂相容性研究

发表时间:2025-11-26

加氢石油树脂的溶解度参数与分子结构高度相关,其核心以饱和烃骨架为主(C-C单键、脂环结构),几乎不含极性官能团,分子电荷分布均匀,内聚力主要源于范德华力,因此溶解度参数整体处于非极性至弱极性区间(通常为8.0~9.5 (cal/cm³)¹/²),不同类型(C5C9DCPD)树脂因结构细节差异略有波动,但均偏离强极性物质的溶解度参数范围,这直接决定了其与不同极性溶剂的相容性呈现显著梯度差异。

与强极性溶剂(如水、乙醇、乙二醇)的相容性极差,几乎完全不溶解,这类溶剂分子依赖强偶极作用或氢键形成稳定体系,而加氢石油树脂分子无极性基团,无法与强极性溶剂分子形成有效相互作用,分子间作用力差异巨大,导致两相分离,例如,C5C9DCPD型加氢石油树脂均不溶于水和乙醇,即使在加热或搅拌条件下也难以形成均匀溶液,这一特性也赋予了加氢石油树脂良好的耐水性和抗极性介质侵蚀能力。

与中等极性溶剂(如丙酮、丁酮、醋酸乙酯)的相容性呈现“部分相容”或“条件性相容”特征,且高度依赖树脂型号与体系条件。部分经过特殊工艺优化的树脂(如特定牌号的C5加氢石油树脂)可与丙酮、酯类溶剂形成均相溶液,但普通C9加氢石油树脂在这类溶剂中溶解性有限,室温下易出现浑浊或沉淀,需通过加热(40~60℃)、搅拌强化或搭配少量弱极性共溶剂(如甲苯)来改善溶解效果。这种条件性相容的根源在于中等极性溶剂的溶解度参数与加氢石油树脂存在一定差值,仅在特定条件下能通过分子间弱相互作用(如诱导偶极作用)实现部分互溶。

与弱极性溶剂(如甲苯、二甲苯、环己烷)的相容性极佳,是加氢石油树脂的首选溶剂类型,这类溶剂的溶解度参数与加氢石油树脂高度匹配,分子间可通过范德华力形成稳定的溶解平衡,即使在室温下,加氢石油树脂也能以较高质量分数(30%~50%)完全溶解,形成透明、稳定且流动性良好的溶液,例如,C5加氢石油树脂在甲苯、二甲苯中可快速溶解,C9加氢石油树脂在环己烷中室温下质量分数30%以内时溶液均一性良好,这类溶剂也广泛应用于加氢石油树脂的制备、改性及后续加工(如涂料调配、胶粘剂生产)环节。

与非极性溶剂(如苯、溶剂油、正庚烷)的相容性同样优异,几乎适用于所有类型的加氢石油树脂。非极性溶剂分子与加氢石油树脂分子的作用力类型完全一致(均为范德华力),溶解度参数匹配度极高,溶解过程无需特殊条件,室温下即可实现高效互溶,例如,C9加氢石油树脂在正庚烷中质量分数50%以内时,溶液流动性始终保持良好,无分层或沉淀现象;溶剂油(如6#120#溶剂油)因挥发性适中、成本较低,常被用于加氢石油树脂的稀释与施工环节,满足工业生产中的溶解性与工艺适配需求。

若需拓展加氢石油树脂与极性溶剂的相容性,可通过结构改性或复配策略实现优化,例如,对C9加氢石油树脂采用马来酸酐等不饱和酸酐进行接枝改性,引入羧基等极性基团,可显著提升其与丙酮、丁酮等中等极性溶剂的相容性,改性后的树脂甚至可通过丙酮、丁酮进行萃取提纯;此外,将DCPD加氢树脂(溶解度参数介于塑料相和橡胶相之间,适配性更广泛)与C5C9加氢树脂复配,可微调体系整体溶解度参数,兼顾对中等极性溶剂和非极性溶剂的适配性,满足涂料、胶粘剂等领域多溶剂体系的应用需求。

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