影响树脂玻璃化温度Tg的有多种因素。
数均分子量增加聚合物的玻璃化温度升高,但当聚合物的数均分子量增加至25000~75000时,Tg变化很少,基本为一定数,一般文献中所引的聚合物的玻璃化温度都是指高分子量聚合物的Tg,在涂料中我们经常用低聚物,此时的Tg,和文献数据
有很大的出入
交联可以使玻璃化温度上升,微量的交联对Tg影响不太大,但到某一程度后,交联度稍有上升,Tg就急剧上升;分子量分布对Tg也有影响,分子量分布宽,Tg低;分子量分布窄,Tg高。
①聚合物主链越柔顺,玻璃化温度越低;主链越硬,玻璃化温度越高,这主要是和高分子链的旋转运动有关,例如,硅氧键和碳碳键相比,硅氧键较易转动,所以聚硅氧烷的玻璃化温度较低。
②侧链的影响,比较聚乙烯和聚苯乙烯,聚苯乙烯Tg,比聚乙烯Tg要高200℃,这是由于苯乙烯上侧苯基的影响,它使整个高分子链变得刚性,在涂料中为了提高聚合物的玻璃化温度经常加入含苯环组分,就是因为苯环比其他基团都硬,聚乙烯和聚丙烯相比,玻璃化温度只差90℃,当含有两个侧链时,也可使玻璃化温度升高。例如,甲基丙烯酸酯比丙烯酸酯的Tg要高。
一个由不同组分构成的均聚体,其玻璃化温度可以由其多组分的玻璃化温度加和而成,当纯的均聚物的玻璃化温度,过高或过低时,常加入第二组分,使它们共聚合,例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)均聚物的玻璃化温度为105℃,作为涂料,此Tg值太高,于是可以加入一些丙烯酸丁酯进行共聚。聚丙烯酸正丁酯的玻璃化温度为Tg=-56℃,它在室温时,其T-Tg=25-(-56)=81℃,此差数大于指触干T-Tg=55℃的要求,因此也不能单独作为涂料(但可作为黏合剂)使用。
但由MMA(甲基丙烯酸甲酯)和 BA(丙烯酸正丁酯)共聚却可以得到具有满意Tg的共聚物,此时共聚物的Tg由各组分的Tg和各组分所占的质量分数来决定,可由公式计算。
除了用共聚的办法降低体系的玻璃化温度外,常用的方法还有加入增塑剂,增塑剂通常是分子量低的不易挥发的化合物,增塑剂的作用在于降低聚合物链间的相互作用,从而提高链段的运动,用增塑剂降低Tg的方法称为外增塑,用共聚的方法称为内增塑,它们之间各有优缺点。
增塑剂可以逸出,因此漆膜会老化,另外还可能会影响附着力。
还可用挥发的增塑剂(助成膜剂)来助成膜。
加入溶剂和加入增塑剂在本质上是一样的,溶剂也具有玻璃化温度,它同样可以降低聚合物的Tg,不同点是溶剂是易挥发的。
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