高分子界面化学6.pptVIP

3.2.1 接触角与润湿性能 cosθH2O＝（2/γH2O）× [(γH2Odγsd)1/2+( γH2Opγsp) 1/2] －1 cosθGly ＝（2/γGly） × [(γGlydγsd)1/2 + ( γGlypγsp) 1/2] －1 3.2.3 界面张力和粘附功 3.2 氟聚物/TATB复合材料的界面作用 Fig. 3-4 The equilibrium state of the liquid droplet on solid surface Fig.3-3 Schematic illustration of wetting process ΔG=γSL－γSV≤0 γSV－γSL=γLV?cosθ 粘合物对被粘物表面的润湿和铺展是粘合的前提。 65.80 59.39 39.55 85.65 73.18 56.60 Contact angle (°) CA-5 CA-4 CA-3 CA-2 CA-1 Blank Coupling agent Tab. 3-1 Contact angle of the BA solution of F2314/ coupling agent on TATB 经偶联剂处理后的F2314与TATB表面的接触角均小于90°，说明改性后的F2314溶液均可以自发的润湿 TATB表面。 四川大学硕士学位论文答辩 3.2.2 表面张力 γLV(1 + cosθ ) =Wa＋πc (3-6) 由Young氏方程及固液界面的粘合功Wa定义可得： 其中，πc＝γS－γSV，称为铺展压，在固相为低表面能时 πc≈0 。 Wa＝WSLd ＋WSLp ＝2（γLdγSd）1/2 ＋2（γLpγSp）1/2 (3-10) 由Fowkes及Wu 等的理论： TATB与粘结剂等固体的表面张力并不能直接测定 γS＝γSp＋γSd θ为接触角，γ，γd，γp为表面张力及其分量 由以上二式可得： 测试液水和甘油的γL、γLd 、γLp值如表所示： 26.4 37.0 63.4 Glycerol 51.0 21.8 72.8 Water γLp/mN·m-1 γLd/mN·m-1 γL/mN·m-1 Testing liquid Tab. 3-3 Surface tension of testing liquids (20℃) Tab. 3-2 Contact angle of testing liquids on TATB and F2314 69 58 F2314 61 72 TATB/CA-5 43 54 TATB/CA-4 52 49 TATB/CA-3 57 53 TATB/CA-2 51 60 TATB/CA-1 50 65 TATB Glycerin (°) Water (°) Sample 经偶联剂处理后的TATB表面张力的色散分量下降，极性分量增加，表面张力值也有所改变。 34.8 28.0 6.8 F2314 35.1 12.7 22.4 TATB/CA-5 47.8 23.6 24.2 TATB/CA-4 51.1 42.6 8.4 TATB/CA-3 48.4 41.7 6.7 TATB/CA-2 42.4 21.5 20.9 TATB/CA-1 43.3 13.3 30.1 TATB γS γSp γSd Surface tension (mJ·m－2) Tab. 3-4 Surface tension of TATB and F2314 对于低表面能物质间的界面张力γ12，用调和平均方程计算: γ12＝γ1＋γ2 － [4γ1dγ2d/(γ1d+γ2d)－ 4γ1pγ2p /(γ1p+γ2p)] 粘附功Wa可以衡量两个界面间的作用力大小，由下式计算： Wa＝γ1＋γ2－γ12 * 聚合物表面改性的目的是改善可润湿性和可粘合性，提高粘合强度。也叫界面反应，具有更广泛的意义和实用性。 界面反应：固体聚合物和液相或气相物质在界面上的作用。这种作用主要是化学反应，也有物理作用。 在聚合物上进行界面反应的目的： ● 除去界面上的污染物、氧化物和可能引起产生弱边界层的物质； ● 在界面上生成希望带有的各种基团 ● 在界面上进行接枝反应，生成和聚合物本体性质完全不同的新界面层 ● 赋予界面能与其它物质相结合的偶联媒体 ● 使界面的物理形态（结晶形态、表面的几何性质）发生变化 ● 改进界面的表面能、表面张力、润湿性等 Chapter 4 高分子表面改性（界面反应） ●火焰反应 用可燃气体的热氧化焰对聚合物界面进行瞬时高温燃烧，可使界面发生氧化反应而起到对界面改性的效果。 为避免工