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乳液玻璃化温度Tg及最低成膜温度MFT

来源:未知 作者:admin 时间:2013-12-28 点击:
导读:乳液玻璃化温度Tg及最低成膜温度MFT
A.乳液玻璃化温度Tg的物理意义是什么?如何调节?
玻璃化温度Tg(也称二次转变温度)是指高聚物由弹性状态转变为玻璃态的温度,是高聚物的一个重要性能指标。在该温度以上高聚物表现出脆性。聚合物乳液是高聚物的一种,其玻璃化温度反映聚合物乳液形成涂膜后硬度的大小。
建筑涂料用乳液聚合物一般是热塑性的,在某一温度下呈橡胶状态。将其冷却就会逐渐表现出刚性,但直至达到玻璃化温度为止,还一直保持着能够变形的黏弹性质。一旦冷却到低于玻璃化温度后,聚合物就变成玻璃态的脆性物质而不能成膜了。
乳液的玻璃化温度取决于共聚物的组成,能形成刚性聚合物的硬单体和形成柔软聚合物的软单体,两者可根据需要搭配使用。
乳液的玻璃化温度还可以通过加增塑剂进行二次调节。但增塑剂有迁移和挥发的问题,故对其使用要注意。

B. 如何设计乳液的玻璃化温度?
乳液的玻璃化温度通常用Tg来表示。Tg可由FOX方程式近似计算而得:
Tg的FOX方程式
式中,Tg为热力学温度,K;w1,w2,w3,„,wn为各种单体的质量分数,%;Tg1,Tg2,Tg3,„,Tgn为各种单体均聚物的玻璃化温度,可在有关资料上查到。表1-2列出了几种常用单体均聚物的Tg值。
几种常用单体均聚物的Tg值
几种常用单体均聚物的Tg值
注:Tg值根据测定的方法和条件不同而有差异。

C.什么是乳液的最低成膜温度?决定因素是什么?如何测定?
聚合物乳液能形成连续透明膜的最低温度,称为最低成膜温度,通常用MFT表示。乳液的最低成膜温度是乳液的一个重要应用指标。即在低于某一特定温度下,乳液的水分挥发以后,聚合物粒子仍是离散状态,不能融为一体,因而乳液并不能因为水的蒸发而形成连续、均匀的涂膜;在高于这一特定的温度时,水分蒸发后,各合物粒子中的分子会渗透、扩散、变形、聚集形成连续的透明薄膜。通过测定乳液的最低成膜温度可以判定乳液和乳胶涂料的性能及施工质量。
乳液的MFT是由聚合物粒子内部构造和玻璃化温度决定的。
乳液的MFT和聚合物的Tg之间没有定量的关系。一般来将,Tg高是MFT也高。通常所配制的聚合物乳液,其粒子内部的组成是较均匀,在此情况下,MFT与Tg大体一致。但也有许多例外,其原因是MFT受乳液中表面活性剂以及保护胶体和水等因素影响的缘故。聚合物Tg和MFT之间的关系因所用单体的极性大小而异,对于单体极性较大的聚合物,乳液的MFT较Tg低,而对于单体极性小的聚合物而言,乳液的MFT则较Tg为高。表1-3列举了集中不同极性聚合物的Tg与乳液MFT的数据。
几种不同极性聚合物的Tg与乳液MFT数据
注:St—苯乙烯;BA—丙烯酸丁酯;EA—丙烯酸乙酯;MMA—甲基丙烯酸甲酯。
乳液的最低成膜温度要在最低成膜温度测试仪上进行测定。
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