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不同溫度下可溶解聚乙二醇低共熔溶劑的密度、電導(dǎo)率、表面張力等性質(zhì)（二）
來源：安徽化工 瀏覽 521 次 發(fā)布時(shí)間:2025-08-18
2.3電導(dǎo)率
表2聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液電導(dǎo)率隨溫度變化
圖3聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液電導(dǎo)率隨溫度的變化
聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的電導(dǎo)率與溫度變化的數(shù)據(jù)如表2所示。電導(dǎo)率對(duì)于電化學(xué)應(yīng)用非常重要。通常，電導(dǎo)率可能與電荷載體的遷移率有關(guān)，而不是它們的數(shù)量。圖3顯示了在303.15 K～323.15 K范圍內(nèi)聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的電導(dǎo)率隨溫度的變化，其中氯化鋅與1,2-丙二醇的摩爾比為1∶4。觀察到電導(dǎo)率落在70μS·cm-1～570μS·cm-1的范圍內(nèi)，電導(dǎo)率隨溫度升高呈現(xiàn)單調(diào)增加，與之前的研究結(jié)論一致。由于溫度升高導(dǎo)致分子熱運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)和氫鍵的弱化。當(dāng)聚乙二醇分子量為1 000 g/mol時(shí)，聚乙二醇濃度為1 wt%、3 wt%、5 wt%和10 wt%。電導(dǎo)率的大小與聚乙二醇的濃度相反，可能因?yàn)檎扯入S聚乙二醇濃度增加而升高。當(dāng)聚乙二醇濃度為1 wt%時(shí)，溶液電導(dǎo)率隨著分子量增加而增大，因?yàn)橄嗤瑵舛鹊木垡叶?，隨著分子量增大，則導(dǎo)致聚合物鏈的數(shù)量減少，從而導(dǎo)致沿聚合物鏈的氫鍵位點(diǎn)密度降低，最終導(dǎo)致混合物中氫鍵弱化。溶液粘度隨著聚乙二醇分子量的增加而增加，粘度增加主要是聚乙二醇分子引起的，但能夠?qū)щ姷姆肿拥倪\(yùn)動(dòng)能力總體還是加強(qiáng)。
2.4表面張力
圖4聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液在303.15 K下表面張力隨濃度的變化
圖4表明聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液在303.15 K下表面張力隨聚乙二醇濃度的變化情況，聚乙二醇的濃度分別為1 wt%、3 wt%、5 wt%和10 wt%，分子量分別為1 000 g/mol、6 000 g/mol和10 000 g/mol，氯化鋅與1,2-丙二醇的摩爾比為1∶4。表面張力的數(shù)值在40 mN/m～45 mN/m的范圍內(nèi)。表面張力隨著聚乙二醇濃度升高而增加，并且在所研究的范圍內(nèi)隨著聚乙二醇分子量增加而增加，同時(shí)，溶液的粘度隨著聚乙二醇濃度的增加而增加。這些研究結(jié)果與以往的研究規(guī)律相似。根據(jù)孔理論，溶液的平均孔尺寸可以使用以下公式計(jì)算：
其中：k是玻爾茲曼常數(shù)，γ是溫度T下的表面張力。結(jié)果列于表3中。孔的尺寸范圍在1.63 A?～1.69 A?的范圍內(nèi)。此外，聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的孔尺寸隨聚乙二醇濃度和分子量的升高而降低，這與聚乙二醇濃度的變化引起電導(dǎo)率隨聚乙二醇分子量的變化一致，而與聚乙二醇濃度引起粘度的變化相反。
表3在303.15 K下聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的孔徑
2.5密度與粘度的關(guān)聯(lián)
使用Doolittle型方程將表觀粘度與密度數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，如以下方程所示：
式中：A和B是常數(shù)，ρ是密度，V0是密堆體積。所關(guān)聯(lián)的結(jié)果列于表4中，包括A、B、V0相關(guān)系數(shù)和平均絕對(duì)偏差（AAD）。密度已經(jīng)非常成功地被用于和粘度進(jìn)行關(guān)聯(lián)。正如前人報(bào)道，聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的表觀粘度隨密度增加而降低。表4中密堆體積在0.72～0.76 cm3/g的范圍內(nèi)，并且分子量為10 000 g/mol、6 000 g/mol、1 000 g/mol聚乙二醇都顯示出隨聚乙二醇濃度增加而增加。聚乙二醇濃度相同時(shí)，密堆體積隨著分子量的增加而增加。
圖5聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液表觀粘度隨密度變化曲線圖
表4 Doolittle方程關(guān)聯(lián)聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液密度與表觀粘度的相關(guān)參數(shù)
注：氯化鋅/1,2-丙二醇摩爾比為1∶4；a平均絕對(duì)偏差按下式計(jì)算，其中Xexp、Xcalc是實(shí)驗(yàn)和計(jì)算值，N是數(shù)據(jù)點(diǎn)的總數(shù)
3結(jié)論
本研究中，我們發(fā)現(xiàn)了一種可以溶解聚乙二醇的低共熔溶劑。測(cè)定不同體系聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液在不同溫度下的密度、表觀粘度、電導(dǎo)率、表面張力等性質(zhì)。研究發(fā)現(xiàn)，溫度的升高導(dǎo)致聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液密度和粘度降低，同時(shí)導(dǎo)電率增加，這是由于分子熱運(yùn)動(dòng)的增強(qiáng)和氫鍵的弱化原因。隨著聚乙二醇濃度的增加，密度和電導(dǎo)率顯著降低，而表面張力和粘度增加，這可能是因?yàn)榫垡叶兼湣澳┒恕毙?yīng)和鏈纏結(jié)的增強(qiáng)以及氫鍵的弱化。隨著聚乙二醇分子量的增加，粘度、界面張力和電導(dǎo)率增加而密度下降，這可以通過聚乙二醇鏈“末端”效應(yīng)、聚乙二醇鏈纏結(jié)和氫鍵的變化來解釋。對(duì)于所研究的聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液密堆體積在0.72～0.76 cm3/g范圍內(nèi)并且隨聚乙二醇濃度和分子量升高而增加。