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不同溫度下可溶解聚乙二醇低共熔溶劑的密度、電導率、表面張力等性質（二）
來源：安徽化工 瀏覽 428 次 發布時間:2025-08-18
2.3電導率
表2聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液電導率隨溫度變化
圖3聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液電導率隨溫度的變化
聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的電導率與溫度變化的數據如表2所示。電導率對于電化學應用非常重要。通常，電導率可能與電荷載體的遷移率有關，而不是它們的數量。圖3顯示了在303.15 K～323.15 K范圍內聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液的電導率隨溫度的變化，其中氯化鋅與1,2-丙二醇的摩爾比為1∶4。觀察到電導率落在70μS·cm-1～570μS·cm-1的范圍內，電導率隨溫度升高呈現單調增加，與之前的研究結論一致。由于溫度升高導致分子熱運動增強和氫鍵的弱化。當聚乙二醇分子量為1 000 g/mol時，聚乙二醇濃度為1 wt%、3 wt%、5 wt%和10 wt%。電導率的大小與聚乙二醇的濃度相反，可能因為粘度隨聚乙二醇濃度增加而升高。當聚乙二醇濃度為1 wt%時，溶液電導率隨著分子量增加而增大，因為相同濃度的聚乙二醇，隨著分子量增大，則導致聚合物鏈的數量減少，從而導致沿聚合物鏈的氫鍵位點密度降低，最終導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，但能夠導電的分子的運動能力總體還是加強。
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。表面張力的數值在40 mN/m～45 mN/m的范圍內。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隨著聚乙二醇分子量增加而增加，同時，溶液的粘度隨著聚乙二醇濃度的增加而增加。這些研究結果與以往的研究規律相似。根據孔理論，溶液的平均孔尺寸可以使用以下公式計算：
其中：k是玻爾茲曼常數，γ是溫度T下的表面張力。結果列于表3中。孔的尺寸范圍在1.63 A?～1.69 A?的范圍內。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密度與粘度的關聯
使用Doolittle型方程將表觀粘度與密度數據進行關聯，如以下方程所示：
式中：A和B是常數，ρ是密度，V0是密堆體積。所關聯的結果列于表4中，包括A、B、V0相關系數和平均絕對偏差（AAD）。密度已經非常成功地被用于和粘度進行關聯。正如前人報道，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，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，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方程關聯聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液密度與表觀粘度的相關參數
注：氯化鋅/1,2-丙二醇摩爾比為1∶4；a平均絕對偏差按下式計算，其中Xexp、Xcalc是實驗和計算值，N是數據點的總數
3結論
本研究中，我們發現了一種可以溶解聚乙二醇的低共熔溶劑。測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、電導率、表面張力等性質。研究發現，溫度的升高導致聚乙二醇/氯化鋅/1,2-丙二醇溶液密度和粘度降低，同時導電率增加，這是由于分子熱運動的增強和氫鍵的弱化原因。隨著聚乙二醇濃度的增加，密度和電導率顯著降低，而表面張力和粘度增加，這可能是因為聚乙二醇鏈“末端”效應和鏈纏結的增強以及氫鍵的弱化。隨著聚乙二醇分子量的增加，粘度、界面張力和電導率增加而密度下降，這可以通過聚乙二醇鏈“末端”效應、聚乙二醇鏈纏結和氫鍵的變化來解釋。對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范圍內并且隨聚乙二醇濃度和分子量升高而增加。