中國新型涂料網(wǎng)訊：
毛細(xì)管效應(yīng)高吸水材料是一種含有各種親水性基團(tuán)、低交聯(lián)度的高聚物，吸水材料的特殊的微觀結(jié)構(gòu)直接影響到它的吸水機(jī)理與吸水性能，它的吸水機(jī)理與常規(guī)的液體擴(kuò)散理論有所不同。
高吸水材料吸水過程實際是防腐油漆聚合物網(wǎng)絡(luò)膨脹的過程。吸水前，高分子網(wǎng)絡(luò)呈緊束狀態(tài)，當(dāng)高聚物與水接觸時，像大多數(shù)普通吸水材料，例如木材、棉花、海綿等，通 過毛細(xì)管和擴(kuò)散等物理作用吸附部分水，由于其初始階段的吸水是一種物理過程，作用較弱、速率較慢，因而在初始階段的吸水速率很低。通過物理作用吸收的水使高聚物網(wǎng)絡(luò)得到一定程度的擴(kuò)張，顯然界面張力增大，孔徑越小，其蒸氣壓越大，越有利于毛細(xì)管效應(yīng)的產(chǎn)生，多孔性材料吸收的溶劑越多。
溶解度參數(shù)與親水性基團(tuán)除了毛細(xì)管效應(yīng)外，高聚物與溶劑的相互作用可分為兩種類型，即親溶劑型和憎溶劑型，對水溶劑型而言，表現(xiàn)為親水性和憎水性。從熱力學(xué)的觀點看，如果高聚物與溶劑的混合自由能AGm<0，混合過程能自發(fā)進(jìn)行，表現(xiàn)為親溶劑型；如果AGm>0，混合不能自發(fā)進(jìn)行，表現(xiàn)為憎溶劑型。高聚物與溶劑的作用可用熱力學(xué)第二定律（AGm-AHm —TASm)描述。該公式的物理意義在于：高聚物的溶解性取決于兩個因素，即能量的變化因素和熵的變化因素。對極性高聚物的溶解，能量因素起主要作用，這是因為極性高聚物與極性溶劑的相互作用力大；而非極性高聚物的溶解熵變因素起主要作用。例如聚乙烯醇溶于水（兩者氫鍵的能力相近），但與聚乙烯醇結(jié)構(gòu)相似的纖維素卻不溶于水，這是因為纖維素分子中的吡喃環(huán)影響了大分子的柔性而使熵的貢獻(xiàn)減弱所致。“相似相溶原理”是解釋溶解度一條非常實用的經(jīng)驗規(guī)律。也就是說，具有相似的結(jié)構(gòu)或極性的物質(zhì)容易相溶。水是一種極性溶劑，如果高聚物鏈上具有一些強(qiáng)極性 基團(tuán)，就容易溶解于水。在高分子鏈上常見的強(qiáng)親水基團(tuán)，如氨基、羧基、羥基或磺酸基等。這些基團(tuán)與水分子接觸時，可與水分子形成氫鍵或其他化學(xué)鍵，增強(qiáng)對水的親和性。
值得注意的是，某些離子基團(tuán)，例如Li+、Mg2+、Ca2+、Na+、一N+(CH3)3、一COO-以及一SO—等基團(tuán)由于溶劑化效應(yīng)，其親水能力一般要大于上述四種親水性基團(tuán)；而且這些離子性基團(tuán)的存在還會產(chǎn)生滲透效應(yīng)，大大增強(qiáng)了高聚物網(wǎng)絡(luò)的吸水能力。
