文档介绍：第四章二元高分子共混体系的界面

一、表面张力
二、界面张力
三、聚合物之间的粘合
对于不相容或部分相容体系,一般具有多相结构,各相之间有一个比较稳定的界面相,这个界面相在各相间起到一个桥梁和纽带的作用,它的许多性质完全不同与本体相,而且,共混体系的许多性质和性能取决于界面相的性质或性能。例如,共混体系的力学性能很大程度上由界面相决定。因此聚合物共混体系的界面性质研究是多相高分子材料领域十分重要的研究课题。
第一节表面张力
一、表面张力和表面自由能
(1)表面自由能:在一定条件下(如给定T、P)增加单位表面积所引起体系自由能的变化。
(2)表面张力:在一定条件下(如给定T、P)增加单位表面长度所需要的力。
表面自由能和表面张力越大,体系越趋向于减小表面积。
如果表面自由能的单位为erg/cm2,表面张力的单位为dyn/cm,则表面自由能和表面张力的数值是一样的。
二、表面张力与温度的关系
温度是决定一个体系表面张力的重要因素,温度对表面张力的影响比较复杂,对于绝大多数小分子体系,表面张力随温度升高而线性下降,对于大多数高分子体系也有同样的变化规律,但下降幅度要小于小分子体系,温度系数-d/[1~3],~[4~6]。因为-d/dT相当于表面熵,长链分子的构型限制使高分子的-d/dT值较小。
[1] S. Wu
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[5] S. Wu
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[6] R. J. Roe
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表面张力随温度升高而线性下降的聚合物
全氟代烷体系的表面张力与温度的关系很好地符合二次方程[1]。对于高分子体系,表面张力与温度的关系偏离线性关系的情况很多,人们建立起了很多适用于不同体系的方程,例如:
用来描述表面张力和温度的关系的方程很多,但应用最广泛的是MacLeod方程:
P为等张比容(parachor)与分子量有关
对于小分子液体n=4,
高分子体系n=~
[1] R. H. Dettre, R. E. Johnson Jr.
J. Colloid Interface Sci., 1969, 31, 568
Polymer
MacLeod’s exponent
Polychloroprene
Poly(methyl methacrylate)
Poly(n-butyl methacrylate)
Polystyrene
Poly(vinyl acetate)
Poly(ethylene oxide)
Polyisobutylene
Polypropylene
Polyethylene,linear
Polyethylene,branched
Poly(dimethylsiloxane)

聚合物的MacLeod指数
将MacLeod方程微分: