Молекулярные связи между компонентами смеси могут приводить к образованию систем растворителей, которые имеют постоянную точку кипения при данной концентрации компонентов смеси. Температура кипения может быть выше или ниже, чем точка кипения отдельных компонентов. Такие смеси называются азеотропными или азеотропами. Низкокипящие и высококипящие смеси растворителей, соответственно, называются азеотропами с минимальной и максимальной температурой кипения. Например, низкокипящими азеотропами являются смеси бензол-вода (температура кипения 69,4 °С) и бензол-этанол (температура кипения 67,8 °С). Ацетон и хлороформ образуют высококипящую азеотропную смесь (температура кипения 64,7 °С).
Состав жидкой фазы азеотропа такой же, как состав его паровой фазы, с которой он находится в равновесии. В зависимости от температуры и давления, азеотропно кипящие смеси растворителей не обязательно будут азеотропно испаряющимися смесями. Однако азеотропно испаряющиеся смеси часто образуются даже при комнатной температуре; их состав отличается от состава азеотропно кипящих смесей. Образование азеотропной смеси может подавляться понижением температуры кипения (вакуумной перегонки), и если давление насыщенного пара чистых компонентов по-разному меняется в результате изменения температуры, то затем компоненты можно разделить. Это происходит в тех случаях, когда теплота испарения чистых компонентов сильно отличается.
Образование низкокипящих азеотропных смесей представляет собой положительное явление при производстве красок, так как вода и многокомпонентные растворители в этом случае испаряются более быстро. Однако эти азеотропные смеси имеют ряд недостатков, а именно:
- низкую температуру кипения;
- более низкий предел взрываемоемости;
- более высокая скорость испарения может оказывать отрицательное влияние на поверхностные свойства покрытия;
- может ухудшиться розлив краски, поскольку азеотропные смеси могут иметь высокую скорость испарения.
Системы, содержащие более двух компонентов. Как и в случае бинарных систем, свойства систем, содержащих более двух компонентов, можно описывать, исходя из межмолекулярного взаимодействия и параметров растворимости. Вода и тетрахлорметан имеют сильно отличающиеся значения растворимости и параметры водородной связи, поэтому они не смешиваются. Добавленный ацетон частично растворяется в водной фазе из-за образования водородных связей, частично растворяется в фазе тетрахлорметана из-за возникновения дисперсионных и полярных сил. В водной фазе растворяется в два раза больше ацетона, чем в тетерахлорметане. При увеличении концентрации ацетона образуется гомогенный раствор. Таким образом, органический растворитель действует как солюбилизатор для двух несмешивающихся растворителей.
В качестве солюбилизаторов обычно используются растворители, имеющие средние значения растворимости и параметров водородной связи, особенно кетоны и гликолевые эфиры. Часто используются бутилгликоль (монобутиловый эфир этиленгликоля), дигликоль и тригликоль, поскольку они содержат гидрофильные и гидрофобные группы, которые оказывают влияние на смешиваемость между компонентами смеси, имеющих большую разницу в растворимости и параметрах водородной связи. Для гомогенизации гетерогенной смеси растворителей часто достаточно введения очень небольшого количества солюбилизатора. Двухфазная система, содержащая гексан и метанол (массовое соотношение 2:1), становится гомогенной после добавления 0,5 %масс. дихлорметана. Добавление растворителя в качестве солюбилизатора важно для растворения полимеров.
Поливинилацетат нерастворим в чистом этаноле, но легко растворяется в этаноле, содержащем 3 % воды. Триацетат целлюлозы слабо растворим в чистом трихлорметане, но хорошо растворим в трихлорметане, содержащем 3 % метанола. Многие смолы, применяемые для изготовления красок, более легко растворяются в ароматических фракциях, содержащих лигроин, чем в чистом лигроине. Поливинилхлорид слаборастворим в ацетоне и сероуглероде, но более легко растворим в смеси этих двух растворителей.
