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      聚合物的三態和玻璃化溫度Tg

      2023-02-06 09:14:40

      小分子化合物在溫度足夠低時呈固態,升溫變成液態,溫度再升高則變成氣態。

      圖片

      有機涂料的基料是長鏈大分子聚合物,大分子由鏈段組成。與小分子化合物不同,聚合物隨環境溫度的變化可呈現三種狀態:玻璃態、高彈態黏流態。

      在玻璃態時構成大分子的鏈段不能運動,處于凍結狀態,加熱至溫度升高到某個程度時,鏈段開始解凍,從而可以移動、旋轉和伸展,但是整個大分子還不能移動。這時聚合物處于高彈態。

      聚合物由硬而脆的玻璃態向軟而韌的高彈態轉變的溫度稱為玻璃化溫度 Tg。

      由于大多數聚合物分子不是均一的,而是有一個很寬的分子量分布,因此玻璃化溫度并非是一個點,往往呈現為一個窄的轉變區。

      玻璃化溫度是描述聚合物性質的一個很重要的參數。對水性漆而言,玻璃化溫度越高漆膜硬度越大,在追求高硬度漆膜時,首要條件是選用高Tg的樹脂。但是高Tg的乳液最低成膜溫度MFFT也高,漆的低溫成膜性不良,這時必須借助于成膜助劑才能得到理想的漆膜。

      玻璃化溫度主要由聚合物鏈段的柔性決定,像聚醚這樣結構的柔性鏈段低溫下就可活動,Tg相對較低,而具有苯環這樣的剛性結構的鏈段Tg高。

      兩種不同Tg的聚合物共混后,如果兩者相容,則共混物和原聚合物的玻璃化溫度有以下關系:

                          1/Tg=m1/Tg+ m2/Tg2

      如果兩種聚合物部分相容,共混物仍呈現兩個Tg,只是比兩種聚合物的玻璃化溫度更為相互靠近。

      兩種不相容的聚合物共混后仍具有兩個各自的Tg。


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