影響樹脂玻璃化溫度Tg的有多種因素。
數均分子量增加聚合物的玻璃化溫度升高,但當聚合物的數均分子量增加至25000~75000時,Tg變化很少,基本為一定數,一般文獻中所引的聚合物的玻璃化溫度都是指高分子量聚合物的Tg,在涂料中我們經常用低聚物,此時的Tg,和文獻數據
有很大的出入
交聯可以使玻璃化溫度上升,微量的交聯對Tg影響不太大,但到某一程度后,交聯度稍有上升,Tg就急劇上升;分子量分布對Tg也有影響,分子量分布寬,Tg低;分子量分布窄,Tg高。
①聚合物主鏈越柔順,玻璃化溫度越低;主鏈越硬,玻璃化溫度越高,這主要是和高分子鏈的旋轉運動有關,例如,硅氧鍵和碳碳鍵相比,硅氧鍵較易轉動,所以聚硅氧烷的玻璃化溫度較低。
②側鏈的影響,比較聚乙烯和聚苯乙烯,聚苯乙烯Tg,比聚乙烯Tg要高200℃,這是由于苯乙烯上側苯基的影響,它使整個高分子鏈變得剛性,在涂料中為了提高聚合物的玻璃化溫度經常加入含苯環組分,就是因為苯環比其他基團都硬,聚乙烯和聚丙烯相比,玻璃化溫度只差90℃,當含有兩個側鏈時,也可使玻璃化溫度升高。例如,甲基丙烯酸酯比丙烯酸酯的Tg要高。
一個由不同組分構成的均聚體,其玻璃化溫度可以由其多組分的玻璃化溫度加和而成,當純的均聚物的玻璃化溫度,過高或過低時,常加入第二組分,使它們共聚合,例如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)均聚物的玻璃化溫度為105℃,作為涂料,此Tg值太高,于是可以加入一些丙烯酸丁酯進行共聚。聚丙烯酸正丁酯的玻璃化溫度為Tg=-56℃,它在室溫時,其T-Tg=25-(-56)=81℃,此差數大于指觸干T-Tg=55℃的要求,因此也不能單獨作為涂料(但可作為黏合劑)使用。
但由MMA(甲基丙烯酸甲酯)和 BA(丙烯酸正丁酯)共聚卻可以得到具有滿意Tg的共聚物,此時共聚物的Tg由各組分的Tg和各組分所占的質量分數來決定,可由公式計算。
除了用共聚的辦法降低體系的玻璃化溫度外,常用的方法還有加入增塑劑,增塑劑通常是分子量低的不易揮發的化合物,增塑劑的作用在于降低聚合物鏈間的相互作用,從而提高鏈段的運動,用增塑劑降低Tg的方法稱為外增塑,用共聚的方法稱為內增塑,它們之間各有優缺點。
增塑劑可以逸出,因此漆膜會老化,另外還可能會影響附著力。
還可用揮發的增塑劑(助成膜劑)來助成膜。
加入溶劑和加入增塑劑在本質上是一樣的,溶劑也具有玻璃化溫度,它同樣可以降低聚合物的Tg,不同點是溶劑是易揮發的。
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