2.1.3.1 Thông số hòa tan và thông số tương tác
Hildebrand và Scott đã phát triển phương trình lý thuyết cho dung dịch thường của các chất không điện ly [73]. Dung dịch thường được xác định khi:
ΔVRmR= 0; ΔHRmRlớn hơn 0 và ΔSRmR = nR1RlnXR1R+nR2RlnXR2 R(nghĩa là chỉ entropy hỗn hợp) Giả thiết rằng quá trình dung dịch gồm việc thay thế phân tử cùng loại bằng phân tử không cùng loại, sự liên quan giữa ΔHRmR và căn bậc hai của năng lượng bay hơi (được biết như thông số hòa tan δ) được các tác giả thể hiện ở phương trình sau:
∆𝐻𝑚
𝑉1 =𝐾(𝛿1− 𝛿2)2∅1∅2 (2.14)
Trong phương trình này: VR1R thể tích mol của 2 dung môi; K hằng số gần với 1;
δR1RØR1R và δR2RØR2Rlà thông số hòa tan và phần thể tích của hợp phần 1 và 2. (Phương trình này giống với đại lượng ΔHRmRtrong phương trình (2.6) mục 2.2.1.2 của mô hình lưới). Cả hai đại lượng ΔHRmR và tgδ đều là năng lượng. Do tính giống nhau đó, tác giả đã nhiều lần cố gắng thay đại lượng kTχR12R với chức năng của (δ1R R – δR2R)P
2
P và tính ΔHRmR từ hiểu biết về thông số hòa tan của polyme và dung môi. Thông số hòa tan cung cấp một số tiện ích:
- Đối với hầu hết polyme, δ có thể ước tính bằng tính tan, trương nở, hoặc độ nhớt trong một số dung môi,
- Với hầu hết dung môi và polyme, δ có thể ước tính từ hiểu biết về cấu trúc hóa học, thể tích phân tử, đơn vị lặp lại (polyme) và số liệu thực nghiệm [82].
Mangaraj và cộng sự tìm thấy tương quan của thông số hòa tan chỉ đúng nếu dung môi thuộc dãy đồng nhất có cấu trúc tương tự như polyme. Như vậy thông số hòa tan không dự đoán một cách chính xác khi ΔHRmR < 0 hoặc dương rất nhỏ mà giá trị này thường gắn với hệ polyme trộn hợp. Đối với cặp polyme phân cực, nhóm chức năng trong chuỗi chính hoặc trong nhóm cạnh tương tác với nhau làm hỗn hợp phát sinh nhiệt và đó là động lực của trộn hợp. Paul chỉ ra sự tồn tại của một số đôi polyme trộn hợp cho tương tác toả nhiệt (ΔHRmR< 0) và phản ứng tỏa nhiệt thường được đề cập như tương tác đặc trưng. Karasz và Mc Knight (1977) đã phát triển mô hình dựa vào thông số tương tác đoạn mạch của copolyme. Từng đoạn mạch gắn kết với với một giới hạn entropy - là một cấu hình thể và một entanpy do tương tác hóa học. Phụ thuộc vào độ
lớn của những tương tác, cặp polyme có thể trộn hợp hoặc không, hoặc có thể hoạt động như chất tương hợp cho blend không trộn hợp.
Như vậy, nói một cách ngắn gọn, đôi polyme có thông số hòa tan khác biệt nhỏ (≤ 0,1), hoặc tồn tại tương tác riêng biệt, sẽ có tiềm năng trộn hợp [85], từ đó ta thấy hầu hết các polyme không trộn hợp, trừ một vài thành phần rất khác biệt. Đối với chất đàn hồi việc thay đổi sự phân chia pha rất quan trọng. Hầu hết các chất đàn hồi là polyme có trọng lượng phân tử lớn cần được nghiền trong máy trộn kín hoặc hở để làm giảm khối lượng phân tử, tạo điều kiện tốt cho quá trình trộn do thay đổi entropy. Trong trường hợp blend chất đàn hồi, trạng thái trộn hợp được ổn định bởi liên kết chéo ở nhiệt độ cao, tuy nhiên nhiệt độ lưu hóa cao hơn LCST hoặc thấp hơn UCST sẽ ảnh hưởng đến chất lượng sản phẩm vì khi đó tạo ra blend không đồng nhất.