聚合物表面與界面ppt課件-展示頁(yè)
2025-01-24 04:50本頁(yè)面
【正文】 =γl+γsγls=Wa?Wa是將結(jié)合在一起的兩相分離成獨(dú)立的兩相外界所做的功，稱作粘附功。θ180176。 Young 方程和接觸角?在三相交界處自固 液界面經(jīng)過(guò)液體內(nèi)部到氣 液界面的夾角叫接觸角， 以 θ表示： γsvγsl=γlv cosθ θ=0。 潤(rùn)濕現(xiàn)象接觸角把液體和固體接觸后體系吉布斯自由能降低的現(xiàn)象叫潤(rùn)濕。五類表界面： 固－氣 液－氣 固－液 液－液 固－固 表面張力和表面自由能?處于液體表面的分子所受的力場(chǎng)是不平衡的，受到指向液體內(nèi)部并垂直表面的力，從而產(chǎn)生表面張力 (單位 N/m)。第 9章 聚合物表面與界面 表界面的定義 定義： 表界面是由一個(gè)相過(guò)渡到另一個(gè)相的過(guò)渡區(qū)域。 表界面區(qū)的 結(jié)構(gòu)、能量、組成等 都呈現(xiàn)連續(xù)的梯度變化。?把液體內(nèi)部的分子移到表面，要克服分子引力做功，系統(tǒng)增加單位面積所作的可逆功即為表面自由能，簡(jiǎn)稱表面能 (單位 J/m2)?？梢杂米杂赡芙档偷亩嗌賮?lái)表示潤(rùn)濕程度 。cosθ=1 完全潤(rùn)濕，液體在固體表面鋪展 0θ90 液體可潤(rùn)濕固體，且 θ越小， 潤(rùn)濕越好90176。液體不潤(rùn)濕固體。 接觸角的測(cè)定方法216。 吊片法?將表面光滑、均勻的固體薄片垂直插入液體中，如果液體能夠潤(rùn)濕此固體，則將沿薄片平面上升。 電子天平法?設(shè)一根纖維浸在某液體中，纖維的另一端掛在電子天平的測(cè)量臂上。纖維經(jīng)（ b）狀態(tài)脫離液面的瞬間，電子天平測(cè)出該變化過(guò)程中力的變化 ?P，由記錄儀記下曲線。 表面活性劑表面活性劑分子模型表面活性劑分子 由兩種不同性質(zhì)的基團(tuán)所組成，一種是非極性的親油基團(tuán)，另一種是極性的親水基團(tuán) 。2）物質(zhì)的加入會(huì)使溶劑的表面張力逐漸下降，如低碳醇、羧酸等有機(jī)化合物。把能使溶劑表面張力降低的物質(zhì)稱為具有表面活性的物質(zhì)。?表面活性劑的加入不僅能明顯降低表面張力，而且它還具有潤(rùn)濕或反潤(rùn)濕，乳化或破乳，起泡或消泡，及增溶、分散等一系列作用。 共聚、共混和添加劑對(duì)表面張力的影響l無(wú)規(guī)共聚?無(wú)規(guī)共聚物的表面張力一般符合線性加和規(guī)律： γ= γ1 X1+ γ2 X2?式中 γ為無(wú)規(guī)共聚物的表面張力， γ γ2為組分 i的表面張力， Xi則為組分 i的摩爾分?jǐn)?shù) .?對(duì)氧化乙烯 氧化丙烯的無(wú)規(guī)共聚物實(shí)驗(yàn)結(jié)果 如圖所示。 B嵌段到一定量，表面張力下降到 B嵌段均聚物水平。嵌段共聚物組成對(duì)表面張力的影響高韌性 PP沖擊試樣切面的 AFM圖像 l 共 混?在均聚物共混中，低表面能的組分在表面上被優(yōu)先吸附，使體系表面張力下降。氧化乙烯 氧化丙烯共混物的表面張力u高聚物表面因表面能低、化學(xué)惰性、表面污染 及存在弱邊界層等原因，往往難以潤(rùn)濕和粘 合。u表面處理的目的就是改變表面化學(xué)組成，增加表面能，改善結(jié)晶形態(tài)和表面的幾何性質(zhì)，清除雜質(zhì)或脆弱的邊界層等，以提高聚合物表面的潤(rùn)濕性和粘合性等。 高聚物的表面改性?表面物理性能：接觸角，表面張力的測(cè)試；?表面形貌：電子顯微鏡觀察；?表面化學(xué)組成： ESCA（ XPS）；?表面處理效果：性能的改進(jìn)（粘結(jié)強(qiáng)度，印刷性、染色性等）。 電暈放電處理?聚乙烯、聚丙烯等聚烯烴是非極性材料，有高度的結(jié)晶性，其表面的印刷、粘接、涂層非常困難。?電暈放電裝置示意圖電暈放電處理裝置示意圖216。結(jié)果在陽(yáng)極和陰極之 間產(chǎn)生電暈。這些高能粒子與聚合物表面作用，使聚合表面產(chǎn)生自由基和離子，在空氣中氧的作用下，聚合物表面可形成各種極性基團(tuán)，因而改善了聚合物的粘接性和潤(rùn)濕性。電暈放電對(duì)表面張力的影響電暈放電對(duì)剝離力的影響252。氧化過(guò)程按自由基機(jī)理進(jìn)行，并隨著發(fā)生斷鏈反應(yīng)。?工業(yè)上用火焰處理聚烯烴、聚縮醛、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯等。這些基團(tuán)能從高聚物表面把氫抽取出來(lái)，隨后按自由基機(jī)理進(jìn)行表面氧化。?典型的火焰接觸時(shí)間是 。由于引入了表面極性基團(tuán)，因而潤(rùn)濕性和粘結(jié)性得到改善。聚乙烯經(jīng)熱空氣處理后，表面上被引進(jìn) 羰基、羧基和某些胺基，也生成某些烴類的過(guò)氧化物，從而獲得可潤(rùn)濕性和粘結(jié)性。 聚烯烴的液態(tài)氧化處理?聚乙烯和聚丙烯是大品種通用高分子材料，但他們的表面能低，為提高聚烯烴的表面活性，通常需要他們進(jìn)行表面改性。?鉻酸液 是最重要的液態(tài)氧化體系。剝離強(qiáng)度與鉻酸酸蝕時(shí)間的關(guān)系 臭氧氧化前后聚丙烯表面性能的變化? 性 能 未處理 臭 氧 處 理 后ATRIR 3400cm1羥基峰 無(wú) 有1710cm1羰基峰 無(wú) 有1648cm1 C＝ C 峰 無(wú) 有，臭氧濃度高時(shí)消失與水接觸角 （度） 97
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