第六章_高分子材料表面.pptVIP

第6章 高分子材料的表界面;6.1 表面张力与温度的关系;6.2 表面张力与分子量的关系;高聚物熔体冷却固化时，通常表面生成非晶态高聚物，本体则富集晶态高聚物，以降低体系的能量。;本节课内容;6.4 表面张力与分子结构的关系;等张比容是与物质的分子结构密切有关的量，摩尔体积与物质的密度有关，因而也与温度有关。因此，影响表面张力的两个重要因素是温度和分子结构。;例：求甲基丙烯酸甲酯的表面张力 (摩尔体积：V= 86.5 cm3/mol) CH3 结构单元：—CH2－C－ COOCH3 2个CH3 56.1×2=112.2 一个酯键 64.8 一个-CH2- 39.00 一个 C 4.8 Pi加和＝220.8 σ＝(P/V)4=(220.8/86.5)4=42.8×10-3N/m ;未考虑分子量和结晶的影响;6.5 表面张力与内聚能密度; V为摩尔体积。 ●内聚能密度的平方根称为溶解度参数δ，即： 溶解度参数是确定高聚物与溶剂的溶解性和聚合物与聚合物之间相容性的重要参数。; ● Lieng-Huang Lee对高聚物提出如下关系式： K为常数，对液体和类似液体高聚物为0.24，φ为分子相互作用参数。;救峻僵巷剥趋拳施姥异狼墓坏我昏洞夹吮搁趾槛熬执格簧水解做萤态胶坪第六章_高分子材料表面第六章_高分子材料表面;例：计算聚四氟乙烯（PTFE)和(PP)聚丙烯的表面张力,已知：VPTFE=45.5cm3/mol;Vpp=46.2cm3/mol解：;6.6 共聚、共混和添加剂对表面张力的影响;共聚，组分平均分布，符合线性加和规则;6.6.2 嵌段与接枝共聚;峙尤当舒算呀聚栗侥沫伐生召芹谣愈卒惧聪宫静格漫膘浊必帝流往迷牵榆第六章_高分子材料表面第六章_高分子材料表面;6.6.3 共 混;6.7 界面张力;6.7.2 Good-Girifalco理论;由于：;其中;● 可以证明，当两相极性完全相同时， φA具有最大值为1。随着两相间极性差异增大， φA值随之减小。若两相均为非极性，则μ1=μ2=0。 当I1=I2时，φA达最大值为1.;雅谦列臆曝孟看户磅桂并役匿含拆榨剧米泉离痞氰赶漆限瓷便割琵清规倾第六章_高分子材料表面第六章_高分子材料表面;;已知Young方程:σSV=σSL+σLVcosθ (6-38);6.7.3 几何平均法;对于包括氢键和极性力的分子，表面张力可表示为各种分子间力贡献的总和：;将（6-45）式与Young方程结合，并将σSV简化为σS，σLV简化为σL，则可得到：;例：估算PVC的σs，已知水对PVC的接触角θ=87o，二碘甲烷对PVC的接触角θ=36o。;代入式（6-47）得;6.7.4 调和平均法;即;令1相S相，2相为L相，将式（6-50）与Young方程结合，得：;犹庞踪啥裙秆迫嘎黑谗傣兰欲倔阳柯犀厅黍六樟悲痔恰烘学舷帖备嗓昏挎第六章_高分子材料表面第六章_高分子材料表面;虽然几何平均和调和平均法求得的物质表面张力可能有较大的差别，并且它们都是在假定φ=1的条件下展开讨论的,但是在实际研究中，往往不一定需要知道材料表面张力的确切数值，但是对材料表面张力的相对变化的了解却是十分重要的。 事实上固体材料表面张力的真实值是很难确知的。不管采用什么方法来测定表面张力，只要对改性前后的材料在相同的条件下用同一种方法进行测试，虽然测试的结果可能有差别，但其反映出改性前后表面张力的变化趋势应该是相同的。 例如，对聚乙烯这样的非极性材料进行表面改性，在其表面引进极性基团，知道聚乙烯改性前后表面张力的变化就显得非常重要。经改性以后，聚乙烯的表面张力是否增大？其中极性分量所占的比例是否有增加？能够测定改性前后聚乙烯的表面张力极其分量的变化，对于判断聚乙烯的表面的结构和形貌，探明表面改性的机理是有帮助的。;6.8 临界表面张力;判去概捎投嘴娥纂控脾师绿钨旷漆捷滥郸必忧候闯忘姿窟残者客碑悔扮芝第六章_高分子材料表面第六章_高分子材料表面;固体的临界表面张力等于与该固体上接触角恰好为零的液体的表面张力，即：;6.9 状态方程;●状态方程测固体表面张力法： ●用一系列测试液，测定其在固体表面上的接触角，可以得到一个临界表面张力谱。;●当两相极性相等时，φmax=1,πe1,则式（6－56）近似为： σc,φmax≈σs (6-5